世界热议:破译脂肪与大脑的对话！今日《自然》揭秘脂肪燃烧调控机制

▎药明康德内容团队编辑

脂肪组织是人体重要的能量储存场所，燃烧脂肪可以为重要的生理过程提供能量。而我们的身体何时需要燃烧脂肪来维持能量的稳态平衡，则受到了中枢神经系统的控制。

我们知道的是，身体各处的脂肪组织可以将与饥饿、代谢相关的信号传给大脑，大脑可以根据这些信号调控脂肪细胞的活动。但问题是，这个传递过程究竟是如何进行的？

(资料图片)

长期以来的主流观点是，脂肪组织分泌的激素就是传递信号的信使，这些分子进入血液后，就会跟随着血液的流动“漂流”，最终以这种被动的方式运输至大脑；随后，由交感神经元传递输出的信号，实现对脂肪细胞功能的调控。

现在，来自斯克里普斯研究所的研究团队在一项最新的《自然》研究中发现，除了这个大脑被动等待信号分子的过程，感觉神经元还能将来自脂肪组织的信号传递给大脑。斯克里普斯研究所的Li Ye（叶立）教授与Ardem Patapoutian教授共同领导了这项研究。Patapoutian教授同时任职于霍华德·休斯医学研究所，也是去年诺贝尔生理学或医学奖的获奖者。

科学家们已经知道的是，我们的神经系统可以延伸至脂肪组织中。一直以来，人们认为这些与脂肪组织直接建立联系的神经元都属于交感神经系统。这个系统控制我们的“战斗或逃跑”反应，在面对压力、进行身体活动时开启燃烧脂肪的通路。而在最新工作中，研究团队发现脂肪组织也与感觉神经元有直接联系。

不过，要真正明确这些感觉神经元的类型与功能绝非易事。一大难点在于，人体有多对感觉神经元， 且位于体内深处——不同于那些大脑中的神经元，现有技术手段很难看清它们，更不用说操控这些神经元了。

在最新研究中，研究团队借助两项关键的技术创新解决了这一难题。

首先要做到的，自然是看清这些深处的神经元。为此，研究团队开发了一套名为HYBRiD的成像工具，可以将小鼠组织变得透明，实现对较大组织的荧光成像。这样，研究人员使用腺相关病毒特异性标记特定的感觉神经元得以追踪神经元进入脂肪组织的路径。

为了特异性地标记延伸至脂肪组织的感觉神经元，他们开发了另一项名为ROOT的技术，可以通过腺相关病毒的注射，特异性消除脂肪细胞中感觉神经元的作用。

▲研究团队能够追溯神经元进入脂肪组织的路径（图片来源：斯克里普斯研究所）

观察此时小鼠的代谢状态，当大脑缺少来自感觉神经元的信号输入、仅留下交感神经元发挥作用时，小鼠长出了更大的脂肪垫、棕色脂肪含量更高。由于棕色脂肪负责产热，此时小鼠的体温也有所升高。

▲研究揭示了感觉神经元对于脂肪组织的神经支配（图片来源：参考资料[1]）

这些现象说明，在调控脂肪细胞、维持身体能量平衡的过程中，两类与脂肪组织相连的神经元似乎起到相反的作用。如果说交感神经元是开启脂肪燃烧、产生棕色脂肪的“油门”，那么感觉神经元的作用则是“刹车”，下调这些过程。在两者的共同控制下，体内的脂肪燃烧速度得到了控制。

论文作者写道，这项研究揭示了感觉神经元的神经支配对于脂肪组织的作用，同时也为探索感觉神经元在更多内感受器系统中的作用奠定了基础。

参考资料：

[2] Scripps Research scientists eavesdrop on communication between fat and brain. Retrieved Aug 31st, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/963333

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