一箭双雕!Cell:神仙减肥药要来了?让你既少吃,又燃烧卡路里

曼话 曼话 来源:医药魔方
2019-07-07
肥胖

2018年12月,发表在影响因子超过200的“神刊”《CA: A Cancer Journal for Clinicians》的一篇重要报告[1]指出,2016年,全球约有40%的成年人和18%的儿童(5-19岁)体重超标(包括超重和肥胖),换算成具体的人数为:近20亿成年人以及3.4亿儿童体重超标。据估计,2015年有400万人死于超重和肥胖。

 

图片来源:CA: A Cancer Journal for Clinicians

 

体重超标与多种疾病有关,是仅次于吸烟的第二大癌症风险因素[2],与13种癌症的患病风险增加有关,包括乳腺癌(绝经后)、结直肠癌、子宫癌、食道癌(腺癌)、胆囊癌、肾癌、肝癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌(贲门癌)、甲状腺癌、脑膜瘤以及多发性骨髓瘤[1]。

 

目前,全球几十亿的“胖子”引人担忧,尽管坚持“少吃(管住嘴)、多运动(迈开腿)”是众所周知的有效减肥策略,但对大部分人来说,这很难做到。这也是为什么,科学家们长期以来一直在寻找能够帮助人们减肥的药物。然而,到目前为止,仍未出现有效、持久的疗法。

 

图片来源:Cell

 

6月27日,发表在Cell杂志上的一项研究中[3],来自美国洛克菲勒大学和哥伦比亚大学的一个科学家团队提出了一条寻找减肥药的新途径。研究发现,一组先前被证明可以调节饥饿的脑细胞也可以控制能量消耗。由于我们的体重既取决于我们摄入的卡路里,也取决于我们燃烧的能量,因此,这些发现可能会带来一种“一箭双雕”的新型减肥药。

 

图片来源:Cell

 

到目前为止,大多数肥胖研究都集中在控制我们吃多少的生物学机制上。然而,操纵控制我们卡路里摄入的神经回路并没有使减肥药研发取得广泛的成功。因此,洛克菲勒大学的Marc Schneeberger 发起了一个调查能量燃烧过程的项目。

 

包括小鼠和人类在内的哺乳动物能够以多种方式消化能量,产生热量是其中最重要的一个能量消化途径。当环境温度下降时,我们会燃烧更多的能量来维持体温稳定;当温度上升时,我们燃烧的能量会变少。

 

先前,科学家们已经知道,大脑下丘脑区域的一些对温度敏感的神经元群在调节热量产生和能量消耗方面发挥着作用,但他们并不清楚这些神经元是如何发挥其影响的,以及是否下丘脑以外的其它细胞也可能会发挥类似的作用。

 

识别热敏神经元(图片来源:Cell)

 

在这项研究中,Schneeberger及其同事首先找出了会被环境温度升高激活的大脑区域。他们使用了一种被称为iDISCO的先进三维成像技术,以扫描暴露在高温下的小鼠大脑,寻找神经元活动的迹象。

 

不出所料,研究小组观察到了下丘脑的活动;但同时,他们还观察到脑干中缝背核(dorsal raphe nucleus )中有一组特定的神经元在活动。令研究者们惊讶的是,这些神经元(即,DRNVgat神经元)恰好与两年前实验室发现的控制饥饿感的关键神经元相同。这一发现表明,之前被认定为控制“食物摄入”的“饥饿神经元”可能同时控制着能量消化,这增加了它们作为控制体重的有力杠杆的可能性。


抑制DRNVgat神经元增加能量消耗(图片来源:Cell)

 

研究人员使用复杂的生化技术交替地打开和关闭这些对温度敏感的脑干神经元,结果发现,抑制这些神经元不仅增加了热量的产生,实验动物也不那么饥饿了。

 

DRNVgat神经元影响棕色脂肪(图片来源:Cell)

 

由于通过燃烧棕色脂肪产生热量并不是消耗能量的唯一方式,身体活动(如呼吸、消化食物等)也能燃烧卡路里,因此,科学家们还将小鼠放进了装有传感器的特殊笼子里,以跟踪它们的运动,并测量它们产生了多少二氧化碳,消耗了多少食物、水和氧气。这么做的目的是调查中缝背核中对温度敏感的饥饿神经元是否不仅可以通过调节温度来控制能量消耗,还可以通过其它方式来发挥这一作用。

 

DRNVgat神经元投射到与调节生热作用(Thermogenesis)有关的大脑区域(图片来源:Cell)

 

研究结果显示,激活这些神经元会导致运动、代谢活动和总能量消耗骤降,而抑制这些神经元则会导致运动、代谢活动和总能量消耗增加。

 

“我们的发现表明,这些神经元通过部分重叠的回路机制调节着能量平衡。”领导该研究的Alexander R. Nectow解释道。

 

通过抑制小鼠脑干中的特殊神经元,研究人员能够这些动物吃得更少,燃烧更多卡路里(图片来源:Laboratory of Molecular Genetics at The Rockefeller University)

 

Schneeberger及其同事对获得这些发现感到非常兴奋。他们认为,这些多才多艺的神经元可视为肥胖研究的一个新领域。目前,研究团队已经开始在同时控制饥饿和能量消化的这种双功能神经元中寻找独特的受体,以鉴定出用于开发新型减肥药的有效靶点。

 

既能抑制食物摄入,又能增加能量消化的“神仙”减肥药真的会问世吗?期待进一步的研究进展!

 

相关论文:

[1] Hyuna Sung et al. Global patterns inexcess body weight and the associated cancer burden. CA: A Cancer Journal for Clinicians(2018).

[2] Susan M. Gapstur et al. A blueprint forthe primary prevention of cancer: Targeting established, modifiable risk factors. CA: A Cancer Journal for Clinicians(2018).

[3] Marc Schneeberger et al. Regulation of Energy Expenditure by Brainstem GABA Neurons. Cell(2019).

 

参考资料:

1# New research raises prospect of betteranti-obesity drugs

2# 专家解读Cell丨骆利群组首次揭示中缝背核分为不同功能亚群 

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