撰文丨王聰 編輯丨王多魚 排版丨水成文 

脂肪組織 與中樞神經(jīng)系統(tǒng) （大腦和脊髓） 之間的信息交流在維持全 身能量穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。那么，脂肪和大腦之間是如何交流的呢？ 多年以來，人們認為，脂肪組織分泌的激素被動地通過血液循環(huán)，將代謝狀態(tài)等信息傳遞 給大腦，大腦整合這些信息后通過交感神經(jīng)來調(diào)節(jié)脂肪細胞功能。 此外，背根神 經(jīng)節(jié) 的體感神經(jīng)元也能夠調(diào)節(jié)脂肪組織。然而，由于缺乏選擇性靶向這些神經(jīng)元的遺傳工具，限制了我們對其生理重要性的理解。 但我們的大腦是否總是這樣被動接收來自脂肪的信息呢？ 

2022年8月31日，斯克里普斯研究所 （Scripps Research） 的 葉立 和 Ardem Patapoutian 等人在 Nature 發(fā)表了題為： The role of somatosensory innervation of adipose tissues 的研究論文。 這項研究發(fā)現(xiàn)， 大腦并非只是被動接收來自脂肪組織的信息，感覺神經(jīng)元能夠主動將來自脂肪組織的信號傳遞給大腦。

斯克里普斯研究所葉立副教授和Ardem Patapoutian教授為該論文的共同通訊作者，葉立實驗室博士生王喻為論文第一作者。Ardem Patapoutian教授是2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主。

葉立 （左），Ardem Patapoutian（右） 

該論文的共同通訊作者、斯克里普斯研究所神經(jīng)科學(xué)副教授葉立表示， 這項研究中發(fā)現(xiàn)的新型神經(jīng)元首次表明，大腦正在積極監(jiān)測脂肪組織，而不是僅僅在被動接收來自脂肪的信息，這一發(fā)現(xiàn)的影響是深遠的。 該論文的共同通訊作者、諾貝爾獎得主 Ardem Patapoutian 教授表示， 這是感覺神經(jīng)元對人體健康和疾病的重要性的又一個例子。 

在哺乳動物和人類中，脂肪組織以脂肪細胞的形式儲存能量，當(dāng)身體需要時，就會釋放這些能量。脂肪組織還控制著許多與饑餓和新陳代謝有關(guān)的激素和信號分子。 在糖尿病、脂肪肝、動脈粥樣硬化和肥胖癥等疾病中，能量儲存和信號傳遞經(jīng)常會出錯。 

研究人員早就知道了神經(jīng)會延伸到脂肪組織中，但通常認為這些神經(jīng)并不是用來向大腦傳遞信息的感覺神經(jīng)元，而是交感神經(jīng)系統(tǒng)——負責(zé)我們的戰(zhàn)斗或逃跑反應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它在壓力和身體活動期間開啟脂肪燃燒通路。 然而，對這些脂肪中的神經(jīng)元的類型和功能的研究一直存在困難，這是因為缺乏選擇性靶向脂肪組織深處的神經(jīng)元的遺傳工具，因此很難被看到或進行刺激。 在這項研究中，葉立等人開發(fā)了兩種新方法，從而克服了上述挑戰(zhàn)。

首先，他們開發(fā)了一種名為 HYBRiD 的成像方法使小鼠組織變得透明從而能夠更好地跟蹤神經(jīng)元進入脂肪組織時的路徑。該方法于今年3月份發(fā)表于 Nature Methods 期刊 【2】 。 

他們發(fā)現(xiàn)，脂肪組織中的這些神經(jīng)元中有近一半沒有連接到交感神經(jīng)系統(tǒng)，而是連接到背根神經(jīng)節(jié)——大腦中所有感覺神經(jīng)元所起源的區(qū)域。 為了更好地探索這部分神經(jīng)元在脂肪組織中的作用，研究團隊開發(fā)了第二種名為 ROOT （Retrograde vector Optimized for Organ Tracing） 的新方法，通過這一方法，可以使用腺相關(guān)病毒 （AAV） 選擇性地破壞脂肪組織中的一小部分感覺神經(jīng)元，然后觀察發(fā)生了什么。 論文的第一作者王喻表示，剛開始這項研究的時候，并沒有現(xiàn)成的工具可用，而這兩種新方法結(jié)合在一起后，讓這項研究成為可能。

對脂肪組織中的感覺神經(jīng)元成像并觀察 

實驗結(jié)果顯示，當(dāng)大腦沒有接收到來自脂肪組織的感覺信息時，交感神經(jīng)系統(tǒng)會觸發(fā)白色脂肪組織向棕色脂肪組織轉(zhuǎn)化，增加棕色脂肪的含量，而棕色脂肪會分解產(chǎn)熱，小鼠的體溫會隨之升高。 

研究團隊表示，這些試驗結(jié)果表明， 感覺神經(jīng)元和交感神經(jīng)元可能具有兩種相反的功能，交感神經(jīng)元需要開啟脂肪燃燒和棕色脂肪的產(chǎn)生，而感覺神經(jīng)元需要關(guān)閉這些程序。 

該論文的共同通訊作者、斯克里普斯研究所神經(jīng)科學(xué)副教授葉立表示， 這些發(fā)現(xiàn)告訴我們，大腦發(fā)送脂肪組織的指令并不是千篇一律的，而是更加微妙，交感神經(jīng)元和感覺神經(jīng)元就像油門與剎車的關(guān)系，前者開啟脂肪燃燒，而后者抑制脂肪燃燒。 

這項研究揭示了感覺神經(jīng)元介導(dǎo)的脂肪組織和大腦的連接和通訊是保持脂肪健康的關(guān)鍵，但尚未搞清楚感覺神經(jīng)元從脂肪組織向大腦具體傳遞了什么信息。 研究團隊 表示， 正在計劃研究神經(jīng)元究竟在感知什么，以及其他其他內(nèi)臟器官中是否有類似的神經(jīng)元存在 。

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網(wǎng)址: Nature：葉立團隊破譯脂肪與大腦間的對話，揭示大腦對脂肪的主動監(jiān)測 http://www.u1s5d6.cn/newsview177650.html