Science重磅！控制代謝和食物攝入的神經環路

　　德國科隆大學研究人員在國際頂級期刊《Science》發表了題為“Integrative neurocircuits that control metabolism and food intake”的綜述論文。

　　背景

　　越來越多的超重和肥胖人群展現出很多的肥胖相關疾病例如二型糖尿病、心血管疾病、一些癌癥和神經退行性疾病的傾向。因為能量穩態和外周代謝通過大腦來協調，迫切需要闡明代謝調節的基本神經生物學機制和闡明在這些通路中如何改變促進肥胖的發展和肥胖相關代謝疾病的發生來對這些常見疾病進行治療干預。下丘腦中的弓狀核(ARC)整合多種激素和神經元輸入，發出生物體營養可用性的信號。下丘腦控制系統的核心包括兩個神經元群，在調節攝食行為、能量消耗和燃料代謝中發揮差不多相反的作用。刺鼠相關肽(AgRP)神經元在能量短缺狀況下被激活，被燃料通訊信號瘦素和胰島素抑制，促進覓食和食物攝入。阿片促黑激素皮質素原(POMC)神經元在正能量平衡狀態下被激活，相關的激素發生改變，并減少食物攝取和增加能量消耗。在過去20年的大量研究揭示這一環路的改變與老鼠模型和人體中肥胖發展存在因果關系。

　　進展

　　高通量單細胞和單核RNA測序方法最新發展使得可以在前所未有分子分辨率下定義細胞亞群。近年來，應用這些技術來確定下丘腦中大量的額外食物攝入和代謝調節神經元和非神經元細胞群。與此同時，功能分子系統方法允許我們描述不僅這些新被鑒定細胞類型在代謝控制中的功能作用，還可以定義神經元網絡組織以及評估其在自由行為動物中的活性。這些實驗揭示代謝調節神經元在不同的時間尺度上被調節，包括食物線索的上感官感知、源自胃腸道的攝入后信號和更長期的激素介質。這些信號的整合有助于以穩態方式微調代謝適應和相關行為。這些研究大大增加了我們對代謝中樞神經系統依賴控制基本原理的了解。它們也允許定義新策略來對抗代謝疾病。在該綜述中，作者重點強調了這些最新進展。

　　展望

　　這些進展的進一步擴大將允許我們對嚙齒動物模型和人類中保守的代謝調節細胞類型和神經環路有一個更加全面的了解。這個新知識有助于我們闡明其下調如何與代謝疾病的發展有關。而且，這些研究將有助于闡述有前景新抗肥胖治療的作用方式。這些包括GLP-1受體興奮劑以及新開發的腸衍生肽不同受體多興奮劑，臨床研究提供證據證實其在體重下降和代謝改善上的功效。另外，對代謝調節細胞類型分子信號和其網絡相互作用下的突觸機制的進一步認識將潛在助力代謝疾病可供選擇治療策略的開發。