腳趾能說十指連心嗎
撰文 | 陳文強
#肥胖#
與二型糖尿病、心血管疾病等多種疾病的發生息息相關
【1】
。毫無疑問，揭示這些疾病背後的機制對於鑑定新的治療手段尤為重要。對哺乳動物而言，能量代謝的穩態調控主要取決於能量消耗和營養攝取之間的動態平衡，而這一調控受到迴圈內分泌系統和大腦中樞神經系統的雙重影響，從而產生機體的行為適應、神經內分泌和代謝響應
【1】
。
在中樞神經系統中，下丘腦在調控機體能量代謝方面發揮著關鍵作用。下丘腦有多種神經元型別對外周代謝狀況進行嚴格檢測，從而調節攝食及機體代謝
【2-3】
。其中，下丘腦室旁核（PVN）在機體能量平衡的調節方面發揮著重要作用，因此，近年來越來越多的研究關注於PVN神經元型別的調控機制，而對膠質細胞對代謝調控的研究較少。為研究下丘腦PVN核團的星形膠質細胞在系統能量代謝的新機制，近日，來自法國巴黎西岱大學
Serge Luquet
團隊在
Cell Metabolism
雜誌線上發表了題為
Hypothalamic astrocytes control systemic glucosemetabolism and energy balance
的研究論文，
透過化學遺傳手段操控星形膠質細胞活動性，雙向調節下丘腦神經元對系統代謝的作用，揭示了星形膠質細胞在調控能量代謝的重要作用，提示星形膠質細胞為肥胖治療的新靶標。
首先，研究人員使用在體鈣成像技術對飲食誘導肥胖 （DIO） 模型下小鼠下丘腦星形膠質細胞的活動性進行了監測
(圖1)
，發現下丘腦多個區域的星形膠質細胞在DIO模型中均表現出鈣訊號改變，而這種改變具有較大異質性。進一步發現DIO模型可顯著降低PVN核團星形膠質細胞鈣訊號的持續時間。
圖1。 下丘腦星形膠質細胞鈣訊號活動性的在體監測
隨後，研究人員使用化學遺傳技術，特異性操控PVN核團星形膠質細胞的活動性，發現選擇性啟用這群膠質細胞能顯著降低葡萄糖清除並增加血漿胰島素水平。然而，選擇性抑制這群膠質細胞並未反向改變葡萄糖清除及血漿胰島素水平。
研究人員認為PVN星形膠質細胞啟用後的效應可能是透過PVN介導的交感神經調控導致，因此監測了這群細胞啟用或抑制後小鼠尿液中單胺代謝物的濃度，發現並無明顯改變。意外的是，PVN星形膠質細胞的啟用能顯著增加棕色脂肪的氧飽和度，提示
供血及生熱作用增加
。因此，研究人員集中研究了PVN星形膠質細胞啟用和生熱作用的關聯，發現
PVN星形膠質細胞啟用後對系統葡萄糖代謝的影響是透過增加棕色脂肪的生熱效應而產生的
。
進一步，研究人員在DIO肥胖小鼠的模型上研究了PVN星形膠質細胞的作用，發現肥胖小鼠的PVN星形膠質細胞啟用能提示急性胰島素抵抗，提示系統葡萄糖代謝紊亂，而抑制這群膠質細胞的活動效能帶來相反效應，進一步確認了
PVN星形膠質細胞對於系統葡萄糖代謝和能量平衡的雙向調控。
最後，研究人員研究了PVN星形膠質細胞和臨近神經元之間的相互作用，發現這群膠質細胞的啟用能在瘦小鼠上增加PVN神經元放電，反之，這群膠質細胞的抑制能降低PVN神經元的放電。而這些效應均無法在對肥胖小鼠上觀察到。這些結果提示
PVN星形膠質細胞可能是透過穀氨酸介導的機制來調控PVN神經元活動性。
本文透過化學遺傳技術對下丘腦室旁核星形膠質細胞的活動性進行啟用或抑制操控，從而發現這群星形膠質細胞的活動性增加可能與更差的系統代謝狀況有關，而對這群細胞的抑制能顯著改善代謝，提示下丘腦室旁核的星形膠質細胞可能是調控系統葡萄糖代謝和能量平衡的關鍵靶點
(圖2)
。這一結果提示
靶向下丘腦室旁核星形膠質細胞可能是治療肥胖的新策略
。
圖2。 本文提示下丘腦星形膠質細胞可能是調控系統代謝的關鍵
原文連結：
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.09.002
參考文獻
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