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Nature:神经系统才是减肥关键!神经元重塑体内脂肪控制其燃烧!

来源:本站原创 2020-07-27 19:27

2020年7月27日讯 /生物谷BIOON /——毫无疑问,你可以通过少吃或多动来减肥--然而经过几十年的研究,这种现象背后的生物学原理仍然是个谜。一项新的研究显示,真正引发脂肪分子分解的是脂肪组织中的神经,这些燃烧脂肪的神经元具有以前未被认识到的能力。如果它们接收到正确的信号,它们就有惊人的成长能力。

这种信号就是由脂肪细胞自身释放的瘦素激素。在7月22日发表在《自然》(Nature)杂志上的小鼠实验中,研究人员发现,在没有瘦素的情况下,脂肪组织中通常浓密的神经纤维网络会收缩,而当把瘦素作为药物注入时,神经纤维又会重新长回来。这些变化影响了动物燃烧储存在脂肪中的能量的能力。

"虽然神经系统的结构可以在幼年动物的发育过程中发生显着的变化,但我们并没有期望在成年动物身上发现这种深度的神经可塑性。"洛克菲勒大学的分子遗传学家Jeffrey M. Friedman说道。

图片来源:Laboratory of Molecular Genetics at The Rockefeller University

如果在人类身上得到证实,这一发现将推动对肥胖和相关疾病的研究,并可能为开发针对脂肪中的神经元的新疗法打开大门。

锁定脂肪中的神经元

研究小组首先观察了不能自己产生瘦素的老鼠身上发生了什么,以及它们在接受瘦素治疗后的反应。

1994年,Friedman的实验室发现了这种激素,它在脂肪沉积和大脑之间传递信号,使神经系统抑制食欲,增加能量消耗来调节体重。当通过基因工程使老鼠停止产生瘦素时,它们长得比正常老鼠重三倍。它们吃得更多,动得更少,而且无法在此前可以忍受的寒冷环境中生存,因为它们的身体无法正确利用脂肪来产生热量。

然而,给这些老鼠注射一剂瘦素,它们很快就开始少吃多动。但当研究人员延长治疗时间,即两周后,更显着的变化发生了:动物开始分解储存未使用卡路里的白色脂肪,使之达到了正常水平,并恢复了利用另一种脂肪组织--棕色脂肪--来产生热量的能力。

正是这种缓慢的变化引起了研究团队的兴趣,包括《自然》杂志论文的第一作者、实验室的研究生Putianqi Wang和博士后研究员Ken H. Loh。他们怀疑大脑外的神经元(延伸至脂肪)的变化可能可以解释为什么对瘦素的这部分反应需要一些时间。

到大脑,再回来

利用洛克菲勒的Paul Cohen实验室开发的成像技术来可视化脂肪中的神经,研究人员追踪瘦素对嵌在脂肪中直至大脑的下丘脑区域的神经元的影响。研究人员发现瘦素促进生长的信息通过脊髓回到脂肪中的神经元。Cohen补充说:"这项工作提供了瘦素如何调节脂肪中神经元存在的第一个例子,无论是白色的还是棕色的脂肪。"

图片来源:https://cn.bing.com

通过这个途径,脂肪似乎告诉大脑它需要多少神经支配才能正常运作。Friedman说:"脂肪间接地控制着它自己的神经支配和功能,这是一个精致的反馈循环。"

未来的研究将分析这一途径在人类肥胖中的作用,并可能提供一种新的治疗方法。大多数肥胖者体内产生的瘦素水平很高,对激素注射的反应减弱,这表明他们的大脑对激素有抵抗力。因此,绕过瘦素抵抗可能对这些患者有疗效。Friedman说:"在新的研究中,我们看到与缺乏瘦素的动物相似,肥胖、瘦素抵抗的动物也出现了支配脂肪神经的减少。因此我们推测,直接激活支配脂肪的神经,恢复使用储存脂肪的正常能力,可能为治疗肥胖提供一种新的途径。" (生物谷Bioon.com)

参考资料:


A leptin-BDNF pathway regulating sympathetic innervation of adipose tissue, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2527-y
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