研究人员发现了调节血糖的独特葡萄糖感应神经元

低血糖，即低血糖症，可能会危及生命，特别是对于1型糖尿病患者来说，他们依靠强化胰岛素治疗来防止血糖过高。解决这个问题的方法可能来自于更好地理解维持血糖平衡的基本机制。

在贝勒医学院和其他机构，由儿科营养和分子生物学副教授徐勇博士领导的研究人员bob电竞细胞生物学在贝勒大学发现了一组独特的葡萄糖敏感技术神经元以及它们是如何共同防止小鼠严重低血糖的。他们的研究结果发表在杂志上自然通讯．

“葡萄糖感应神经元感知波动血糖水平和反应迅速减少或增加他们的发射活动。这种反应会引发行为变化，从而增加葡萄糖水平。例如，动物可能会开始进食。”“葡萄糖感应神经元还可以影响激素的产生，如胰高血糖素，这些激素可以直接调节葡萄糖的产生或外周组织的吸收。这是一个保持血糖平衡的反馈系统。”

葡萄糖感应神经元存在于大脑的几个区域。Xu和他的同事们专注于位于腹内侧下丘脑核腹外侧细分(vlVMH)小区域的神经元。该区域的许多神经元表达雌激素受体α，并对血液中的葡萄糖波动作出反应，但它们在葡萄糖代谢中的功能尚未被具体研究。

一个独特的神经元群

研究人员发现，小鼠大脑vlVMH核中的神经元具有独特的特征。

首先，Xu和他的同事们惊讶地发现，在其他VMH细分中，大约一半的神经元是葡萄糖感知的，而在腹外侧细分中，所有的雌激素受体- α神经元都是葡萄糖感知的。“正是这个事实使得这组神经元非常独特，”徐说。

他们还发现，尽管这一区域的所有神经元都能感知葡萄糖，但它们对葡萄糖水平变化的反应并不相同。大约一半的神经元是“葡萄糖兴奋”的——当它们感觉到葡萄糖水平高时，它们的放电活动会增加，而当葡萄糖水平低时，它们的放电活动会减少。相反，另一半神经元受到葡萄糖的抑制——当葡萄糖含量高时，它们会减少放电，当葡萄糖含量低时，它们会增加放电。

“我们想知道为什么这些神经元对同样的葡萄糖挑战做出相反的反应，”徐说。

研究人员结合了遗传分析、药理学、电生理学和CRISPR基因编辑方法来研究这个问题。他们调查了离子通道每一种葡萄糖感知神经元都用来对葡萄糖水平做出反应。离子通道是跨越神经元细胞膜的大分子。通道控制离子(带电原子或分子)进出神经元，这一过程对调节神经元放电活动至关重要。

研究人员发现，葡萄糖激发的神经元使用KATP离子通道，但葡萄糖抑制的神经元使用另一种称为Ano4的离子通道。“KATP离子通道在我们的领域是众所周知的，但Ano4离子通道在葡萄糖传感中的作用从未被报道过。我们发现了一种新的离子通道，对葡萄糖抑制神经元很重要。”

协调作用调节血糖

此外，Xu和同事们还发现了葡萄糖兴奋和葡萄糖抑制神经元对低血糖水平做出反应时所涉及的神经元回路。他们发现回路是不同的——葡萄糖兴奋的神经元将神经元连接到大脑的一个区域，这个区域与葡萄糖抑制的神经元到达的区域不同。

利用光遗传学，结合基因修饰和光来激活特定的神经元电路研究人员在小鼠实验中发现，当葡萄糖抑制的神经元对低葡萄糖水平做出反应时，它们会激活一个特定的回路，结果是血糖升高。另一方面，当葡萄糖兴奋的神经元对低血糖做出反应时，它们抑制了一个不同的回路，但结果也是血糖水平升高。

“当小鼠处于低血糖状态时，这两个回路以相反的方式被调节——一个兴奋，另一个被抑制——但结果是相同的，将血糖恢复到正常水平，”徐说。这就形成了一个完善的反馈调节系统血血糖水平．"

有趣的是，这个重要群体中的所有神经元都表达雌激素受体- α，这是一种众所周知的卵巢激素雌激素的中介物。在未来，Xu和同事们想要研究雌激素是否在葡萄糖感知过程中发挥作用，以及这些神经元在葡萄糖平衡方面的功能是否存在性别差异。

---

---