Cell：大脑主动地摄取血糖 星形胶胞缺胰岛受体升饥感血糖

旅行家

Cell：挑战常规！大脑主动地摄取血糖
星形胶质细胞缺胰岛素受体，升饥感，升血糖

2016-08-14 10:57



2016年8月14日/生物谷BIOON/--在一项新的研究中，来自德国慕尼黑理工大学等机构的研究人员发现我们的大脑主动地从血液中获取葡萄糖。至此之前，全世界各地的科学家们认为这完全是一种被动过程。在这项新的研究中，他们报道将血液中的葡萄糖（即血糖）转运到大脑内受到所谓的对胰岛素或瘦蛋白（leptin）等激素作出反应的神经胶质细胞的调节，而在此之前，人们认为这种情形只可能是针对神经元的。相关研究结果发表在2016年8月11日那期Cell期刊上，论文标题为“Astrocytic Insulin Signaling Couples Brain Glucose Uptake with Nutrient Availability”。

肥胖发病率的不断增加和与肥胖相关联的2型糖尿病扩散代表着我们社会所面临的重大挑战。目前还没有既安全而又有效的药物来预防或阻止这种疾病的发展。不能开发出足够好的疗法被认为主要是源自一个事实：控制全身代谢的分子机制仍然在很大程度上是未知的。

代谢控制：为大脑提供葡萄糖

论文通信作者、慕尼黑理工大学代谢病主席Matthias Tschöp正在研究大脑中的控制中心如何远程控制我们体内的代谢以便最佳地加以调整来适应我们的环境。在人体所有器官中，大脑是消耗葡萄糖最高的器官，而且也控制着饥饿感等感觉。

论文第一作者、德国亥姆霍兹糖尿病中心神经生物学家Cristina García-Cáceres博士说，“我们因此猜测给大脑提供充足葡萄糖的过程是不可能完全随机的。我们被神经细胞似乎不能够控制这个过程的事实所误导，因而首先想到的就是它是被动发生的。随后，我们想到星形胶质细胞等神经胶质细胞可能参与将葡萄糖转运到大脑中，其中星形胶质细胞长期以来被误解为并不那么重要的‘支持细胞’。”

因此，研究人员首先研究了星形胶质细胞表面上的胰岛素受体的活性，以及这种受体对胰岛素作出反应从而影响细胞代谢的分子结构。他们发现如果这种受体在某些星形胶质细胞表面上缺失的话，那么结果就是控制食物摄取的神经元---POMC神经元（proopiomelanocortin neuron）---并不那么活跃。

与此同时，在正电子发射断层成像等先进成像技术的帮助下，研究人员能够证实胰岛素和瘦蛋白等激素好比如一种葡萄糖开关，特异性地在星形胶质细胞表面上发挥作用，从而调节大脑对葡萄糖的摄入。如果没有胰岛素受体，星形胶质细胞就不能高效地将葡萄糖转运到大脑内，特别是位于海马体的饱腹中枢（satiety center）区域。

颠覆性的观念改变

Matthias Tschöp解释道，“我们的结果首次证实至关重要的代谢过程和行为过程并不是单独受到神经元的调节，而且大脑中的其他细胞类型，如星形胶质细胞，也在其中发挥着关键性作用。这代表着一种颠覆性的观念转变，可能有助解释迄今为止开发高效而又安全地治疗肥胖和糖尿病的药物是如此困难。”

根据研究人员的说法，如今，在开展大量新的研究中，科学家们将有必要调整这种古老的观念：对食物摄入和代谢的控制完全是由神经元控制的，这是因为星形胶质细胞，甚至很可能大脑中的免疫细胞，也在其中发挥着至关重要的作用。一旦更好地理解这些不同细胞之间的相互作用，人们就想发现调节多种细胞表面上分子途径的方法和物质来控制大脑对葡萄糖成瘾和最终为不断增加的肥胖和糖尿病患者提供更好的疗法。García-Cáceres声称，“我们面前还有大量研究需要开展，但是至少就目前而言，我们更好地了解在何处开展研究。”（生物谷 Bioon.com）

Astrocytic Insulin Signaling Couples Brain Glucose Uptake with Nutrient Availability

Cristina García-Cáceres, Carmelo Quarta, Luis Varela, Yuanqing Gao, Tim Gruber, Beata Legutko, Martin Jastroch, Pia Johansson, Jovica Ninkovic, Chun-Xia Yi, Ophelia Le Thuc, Klara Szigeti-Buck, Weikang Cai, Carola W. Meyer, Paul T. Pfluger, Ana M. Fernandez, Serge Luquet, Stephen C. Woods, Ignacio Torres-Alemán, C. Ronald Kahn, Magdalena Götz, Tamas L. Horvath, Matthias H. Tschöp

http://www.cell.com/cell/abstrac ... 46%3Fshowall%3Dtrue



http://news.bioon.com/article/6688413.html

现代化研

大腦神經元的“能量工廠”能夠調節血糖水平

2016-03-11 10:34網絡來源 (生物谷 Bioon.com)

摘要：耶魯大學醫學院的研究者發現大腦神經元的線粒體能控制餐后血糖高峰的水平一般認為血糖水平主要是由胰島素肝臟和肌肉來控制然而耶魯大學的研究者發表在細胞雜志的最新研究發現某些神經元線粒體在全身血糖調節中發揮重要作用這個新發現有助于我們更好地理解型糖尿病是如何發展的這項研究最初的目的在于探索大腦神經元如何適應血糖尖峰但研究人員驚訝地發現不僅神經元線粒體可以感受體內血糖水平

大腦神經元的“能量工廠”能夠調節血糖水平

耶魯大學醫學院的研究者發現，大腦神經元的線粒體能控制餐后血糖高峰的水平。

一般認為血糖水平主要是由胰島素、肝臟和肌肉來控制。然而，耶魯大學的研究者發表在《細胞》雜志的最新研究發現，某些神經元線粒體在全身血糖調節中發揮重要作用。這個新發現有助于我們更好地理解2型糖尿病是如何發展的。

這項研究最初的目的在于探索大腦神經元如何適應血糖“尖峰”。但研究人員驚訝地發現，不僅神經元線粒體可以“感受”體內血糖水平，而且這些線粒體的適應性變化在血糖調節中起到關鍵作用。為了檢驗這種觀點，研究團隊用基因工程培育了數種小鼠模型，讓這些小鼠腦部負責感受血糖變化的神經元中的解偶聯蛋白2（UCP2，一種線粒體蛋白）不表達或以不同水平表達。

“我們發現當體內血糖升高，大腦中一部分神經元的線粒體會迅速改變它們的形狀和功能，”本文的主要作者，產科、婦科和生殖科學、神經學和比較醫學學院的教授Sabrina Diano說。

Diano說，令研究團隊感到驚訝的不是這些對血糖響應而做出的改變，而是這一小部分腦細胞常規性的精細調節可通過影響外周組織對體內血糖水平的調節。“這項發現意味著該機制可能是代謝疾病如2型糖尿病產生的關鍵因素。患有這種疾病的人無法降低餐后血糖水平。”Diano說。她同時也是生殖神經學組的主任和耶魯大學醫學院綜合細胞信號和代謝神經生物學計劃的成員。

Diano和她的團隊之后的研究將主要集中于評估大腦的這種線粒體機制的改變是否與2型糖尿病的產生與發展有關。(生物谷 Bioon.com)

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