【下丘脑神经元调节胰岛素释放】大脑是调节食欲,体重和新陈代谢的关键。具体来说,在下丘脑中存在一小群POMC神经元,其检测并整合与身体能量状态相关的信号并激活适当的生理反应。这些神经元对葡萄糖,脂肪酸和氨基酸等营养物质的波动敏感。
现在,由CIBERDEM网络成员Marc Claret和Antonio Zorzano共同主持的研究项目揭示了下丘脑中POMC神经元与胰腺胰岛素释放之间的联系,并描述了与此有关的新分子机制。该研究已发表在细胞代谢中。
下丘脑与胰腺之间的联系
POMC神经元检测营养物质可利用的变化,但是所涉及的分子机制尚不清楚。线粒体形状的变化,被称为线粒体动力学,在改变代谢条件以调节细胞需求方面作为能量适应的机制。
为了确定POMC神经元细胞核线粒体动力学缺陷是否会引起代谢改变,研究人员在小鼠中除去了线粒体蛋白Mitofusin 1。
首先,科学家们观察到,这些小鼠已经改变了葡萄糖水平的检测和空腹和喂食状态之间的适应性。其次,他们发现这些缺陷导致胰岛素分泌减少引起的葡萄糖代谢紊乱。
“这是惊奇的发现,这些神经元不仅涉及到控制摄入量,这已经是已知的,而且还控制了胰腺β细胞分泌的胰岛素的量,” 巴塞罗那IRB复合代谢疾病和线粒体实验室Zorzano解释说。
科学家们首次观察到下丘脑和胰腺之间的这种沟通取决于蛋白质Mitofusin 1的活性;他们开始了解这个连接的一些分子细节。
他们描述这些改变是由于下丘脑中自由基氧(ROS)的产生不成比例,但是暂时增加。当实验室恢复下丘脑的ROS水平时,胰腺分泌正确的胰岛素水平。
肥胖和糖尿病
IDIBAPS神经元代谢控制组组长Marc Claret说:“我们的研究结果还表明了这种动物模型的病理学意义,因为富含脂肪的饮食使得这些老鼠更容易发生糖尿病。”
胰岛素分离是糖尿病的主要现象。占糖尿病患者85%的2型糖尿病患者具有较少的β细胞,降低分泌胰岛素的能力。
Claret说:“了解调节胰岛素的机制很重要,有助于我们更好地了解糖尿病的病理生理。鉴于我们正在谈论复杂干预的神经机制,因此需要做很多研究来应用这些发现。“
Cell:细胞治疗领域观察者
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