老鼠食欲,开关自如?

 老鼠大脑中一个很小的细胞团竟可以开关老鼠食欲!该细胞团最多只有几千个细胞。这项蔡海江(9608)的最新研究成果,发表在Nature Neuroscience上,题为“Central amygdala PKC-δ+ neurons mediate the influence of multiple anorexigenic signals”。

科学家使用最复杂的现代技术手段,常常发现一些有违初衷,确实意外之喜的成果,比如青霉素、维克罗、伟哥。

加州理工学院生物学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员David Anderson说:“这是偶然的发现。”他是本组首席科学家,在Nature Neuroscience杂志上发表了这个意外发现。

这个发现最终可能引导我们更好地理解和治疗厌食症。在实验录像中,很容易发现这个令人意外的和富有戏剧性的情景:忙个不停的吃货老鼠在大脑接收到光信号时即停止进食,对食物兴趣全无。

我们原来以为这信号会引起恐惧或紧张相关的行为,“这真的是一个意想不到的结果,”Anderson博士说。

Anderson实验室在研究位于大脑杏仁核里的这团神经元。起初,他们以为它和恐惧相关。恐惧在老鼠和人类中均与杏仁核紧密相关。

他说,随着光遗传学技术不断改善,我们可用新兴技术再次观察这些神经元。光遗传学对某些特定的细胞进行基因水平的操作使他们对某一波长的光更敏感,在这个实验中是蓝光。然后将光纤插入大脑中,这样当有光刺激时,神经元就可以被激活或抑制。

论文共同作者、博士后蔡海江培养了老鼠并操作实验,最终获得该成果。

一种解释可能是老鼠因紧张或恐惧停止进食,但研究者采取多个步骤排除该可能。科学家们随后证实这团神经元能被不佳的味觉或产生作呕感觉的内脏不适所激活。两者均能使老鼠停止进食。

Anderson博士做出结论:这一小团神经元可能是食欲控制中心,属于抑制行为神经元。它们被激活时,食欲就被关闭。反之,老鼠又能胃口大开。因此他们又使用不同的基因操作和不同波长的光进行了相关实验。

华盛顿大学Richard D. Palmiter是研究大脑控制摄食行为的神经生物学家。他说,“我认为杏仁核中的这些神经元很可能帮助动物避免有毒或不喜欢的食物。”但他又补充,大脑调控食欲和摄食还有很多其他的途径。

Anderson博士说,人类可能在类似区域拥有相似的食欲控制网,这挺有趣的,因为杏仁核和情绪,尤其是恐惧和紧张有着如此紧密的关系。食欲和情绪必定有联系,那么如能够找出它们在大脑神经环路水平上的一些关联将会是非常令人兴奋的事。

他指出,大脑电刺激疗法已在重度抑郁症患者身上尝试并取得一定的成功。如果人类确有类似的食欲控制中心,那么在治疗威胁生命的厌食症上我们也能找到可与大脑电刺激疗法相媲美的治疗方法。

Anderson博士说,就我们目前对大脑的了解而言,这发现意味着“大脑中的神经元有不可思议的特异性。”这个明显的控制中心“是杏仁核的一个分区中的一部分神经元的子集”,而杏仁核本身也只是大脑中很小的一部分。

蔡海江校友简介

蔡海江1996年从江苏张家港市沙洲中学考入中国科学技术大学生命科学学院。2007年获得南加州大学博士。此后他在加州理工学院师从Dr. David J Anderson做博士后研究,探究神经回路是如何控制动物行为的,并获得Hilda and Preston Davis Foundation博士后学术奖金和Brain & Behavior Research Foundation美国国家精神分裂症与抑郁症研究联盟(NARSAD)“青年研究者”奖。蔡海江校友个人主页点击这里

新闻来源:中文新闻参照了如下新闻编译。作者为实习生李文秀(0908校友)。

2014-08-19 上一篇: 少年班一号学霸?! 下一篇: 年轻的科大航天人