大脑细胞提供结构支撑也摄食行为的影响,研究表明

麻省理工学院神经学家已经发现,大脑神经胶质细胞发挥重要作用在控制食欲和摄食行为。在老鼠的一项研究中,研究人员发现,激活这些细胞刺激暴饮暴食,当细胞被抑制,食欲也抑制。

研究结果可以提供科学家一个新的目标对肥胖和其他开发药物食欲有关的疾病,研究人员说。这项研究也是近年来最新的涉及神经胶质细胞重要的大脑功能。直到10年前,胶质细胞被认为扮演的配角神经元。

“在过去的几年里,异常的神经胶质细胞活动强烈与神经退行性疾病。有越来越多的证据指向胶质细胞调节的重要性神经功能在调解大脑疾病,”冯说办事,詹姆斯w和帕特里夏·Poitras神经科学教授。冯也是麻省理工学院麦戈文脑研究所的成员和斯坦利Broad研究所精神病学研究中心。

冯是这项研究的资深作者之一,在10月18日版的《eLife》杂志上。另一个资深作者是被汉、代谢医学实验室的负责人在新加坡新加坡Bioimaging财团。Naiyan Chen新加坡Bioimaging财团和麦戈文研究所博士后,是第一作者。

打开胃口

早就知道,下丘脑,almond-sized结构位于大脑深处,控制食欲和能量消耗,体温,和昼夜节律,包括睡眠周期。在执行研究胶质细胞在大脑的其他部分,陈发现下丘脑似乎也有很多胶质细胞活动。

“我很好奇,下丘脑的神经胶质细胞将做什么,因为胶质细胞已被证明在其他大脑区域调节神经元的功能有影响,”她说。

在下丘脑,科学家们已经确定了两个关键组神经元调节食欲,称为AgRP神经元和POMC神经元。AgRP神经元刺激摄食,而POMC神经元抑制食欲。

直到最近一直很难研究胶质细胞的作用在大脑控制食欲或任何其他函数,因为科学家还没有开发出许多技术沉默或者刺激这些细胞,因为它们对神经元。神经胶质细胞,约占一半的细胞在大脑中,有很多配角,包括缓冲神经元和帮助他们形成连接。

在这项研究中,研究小组使用一种新技术开发的北卡罗来纳大学研究的一种胶质细胞被称为一个星形胶质细胞。使用这种策略,研究人员可以工程师特定细胞产生表面受体结合被称为碳氮氧化合物,氯氮平的导数。然后,当碳氮氧,它激活的胶质细胞。

麻省理工学院的研究小组发现,打开星形胶质细胞活动只有一剂碳氮氧对摄食行为有显著影响。

“当我们给专门激活受体的化合物,我们看见一个强劲的增长,”陈说。“老鼠不知道吃在白天,但当我们给这些动物药物表达一个特定的受体,他们吃很多。”

研究人员还发现,在短期内(三天),老鼠没有获得额外的重量,即使他们吃更多。

”这就提出了一个可能性,胶质细胞也可以调节神经元控制能源支出,为了弥补食物摄入量的增加,”陈说。“他们可能有多个神经元伙伴和体内平衡调节多个能量函数在同一时间。”

当研究者沉默星形胶质细胞的活动,他们发现老鼠吃不到正常。

神经内分泌学教授苏珊•迪克森在瑞典哥德堡大学的描述研究的“范式转换”对胶质细胞有一个被动的角色比此前认为的少。

“我们倾向于认为胶质细胞为神经过程提供一个支持网络,他们的活动也很重要在某些形式的脑损伤或炎症,”迪克森说,他没有参与这项研究。“这项研究增加了新兴证据基础,神经胶质细胞也可能起到特定的作用来控制神经细胞功能正常的生理机能。”

未知的交互

还不清楚是星形胶质细胞如何发挥对神经元的影响。最近的一些研究表明,神经胶质细胞可以分泌化学物质如谷氨酸和ATP;如果是这样,这些“gliotransmitters”可能影响神经元活动。

另一个假设是,与其分泌的化学物质,星形胶质细胞施加其影响通过控制神经传递素的吸收周围的空间神经元,从而间接地影响神经元活动。

冯现在计划开发新的研究工具,可以帮助科学家了解更多关于astrocyte-neuron交互和星形胶质细胞如何有助于调节食欲和喂养。他还希望了解更多关于是否有不同类型的星形胶质细胞可能造成不同的摄食行为,特别是异常行为。

“我们真的知之甚少如何星形胶质细胞调制的食欲,吃东西,和新陈代谢,”他说。“在未来,解剖这些功能差异将为我们对这些疾病的理解是至关重要的。”

这个故事是由麻省理工学院新闻(再版web.mit.edu/newsoffice/),一个受欢迎的网站,包括麻省理工学院新闻研究、创新和教学。