根據(jù)Howard Hughes醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家在小鼠中的最新研究表明一個(gè)參與疼痛感知而出名的分子在調(diào)節(jié)體重中也起重要作用。這個(gè)分子叫Nav1.7，能讓一些神經(jīng)元有效地整合它們接收的信息。當(dāng)體重調(diào)節(jié)神經(jīng)元失去了這些功能，小鼠會(huì)過(guò)重或過(guò)輕。
領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的Scott Sternson說(shuō)Nav1.7讓細(xì)胞記住它們所收到的輸入，這樣他們就能在信息到之來(lái)后進(jìn)行整合。這對(duì)于調(diào)節(jié)食欲很重要，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程持續(xù)數(shù)分鐘到幾個(gè)小時(shí)。Sternson和他的同事將有關(guān)內(nèi)容發(fā)表在近期的Cell上。
Nav1.7通道分子在AGRP神經(jīng)元負(fù)責(zé)信號(hào)的整合
在大腦中管理身體能量的回路需要從許多來(lái)源整合信息。Sternson和他的同事所研究的體重調(diào)節(jié)神經(jīng)元大部分由饑餓素和瘦素等激素的信號(hào)所調(diào)控。Sternson說(shuō)：“這些神經(jīng)元在很長(zhǎng)的時(shí)間尺度里，在整合它們的輸入信息上有著奇特的屬性。”大多數(shù)的神經(jīng)元必須集成多個(gè)信號(hào)整合一次，食欲調(diào)節(jié)神經(jīng)元必須記住和整合他們收到的每秒中過(guò)半的信息，只有在這些時(shí)間內(nèi)積累了足夠的信號(hào)神經(jīng)元才興奮。Sternson介紹大多數(shù)神經(jīng)元整合輸入需要10倍的時(shí)間。這些神經(jīng)元長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有效跟蹤它們輸入的能力和我們的身體保持熱量正常輸入和輸出的趨勢(shì)相關(guān)。
Tiago Branco是通過(guò)訪問(wèn)科學(xué)家計(jì)劃和Sternson合作的神經(jīng)學(xué)家。他和Sternson想了解細(xì)胞在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)如何整合信息。為了尋找線索，他們用AGRP神經(jīng)元做實(shí)驗(yàn)，這是位于大腦中的下丘腦產(chǎn)生信號(hào)驅(qū)動(dòng)動(dòng)物進(jìn)食的細(xì)胞。Sternson和 Branco發(fā)現(xiàn)當(dāng)他們通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入細(xì)胞的鈉離子，化學(xué)關(guān)閉該類型膜通道，AGRP神經(jīng)元?jiǎng)t不能整合進(jìn)來(lái)的信號(hào)。
當(dāng)他們集中注意力在鈉離子通道，他們意識(shí)到即使之前沒(méi)有被報(bào)道過(guò)，Nav1.7這樣一個(gè)通道在AGRP細(xì)胞中普遍存在。這個(gè)通道對(duì)感覺(jué)疼痛是必不可少的，但Sternson和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)它不僅存在于AGRP神經(jīng)元，而且廣泛存在于下丘腦很多和激素調(diào)控過(guò)程相關(guān)的細(xì)胞類型中，包括體重調(diào)節(jié)神經(jīng)元。
當(dāng)科研人員阻斷了一些這種類型細(xì)胞里的Nav1.7通道，神經(jīng)元整合輸入信號(hào)的能力大大受損。它們發(fā)送信號(hào)的能力不受影響，細(xì)胞中其它的鈉離子通道能讓神經(jīng)興奮。
Nav1.7通道分子在體重的調(diào)節(jié)起作用
在小鼠特定的重量調(diào)節(jié)神經(jīng)元中消除Nav1.7影響動(dòng)物的體重。即使它們被飼喂同樣的食物，AGRP神經(jīng)元缺乏Nav1.7的小鼠比正常的小鼠輕百分之十，而在食欲抑制的POMC神經(jīng)元中缺少Nav1.7的小鼠要重百分之十。引人注意的是在第三個(gè)類群叫做PVH神經(jīng)元中缺乏Nav1.7造成小鼠在一個(gè)月中體重翻倍。由于沒(méi)有Nav1.7通道的神經(jīng)元仍然能夠發(fā)送信號(hào)，科學(xué)家們則認(rèn)為，體重變化是由于細(xì)胞不能整合輸入的信息。
目前還需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定Nav1.7通道是否對(duì)人體重量有相同的效果。如果是這樣的話，Sternson認(rèn)為當(dāng)研究人員探討為減輕疼痛阻斷Nav1.7的可能性時(shí)，記得Nav1.7還有其它作用是重要的。研究人員開發(fā)潛在的疼痛治療藥物，應(yīng)當(dāng)避免阻斷大腦中的Nav1.7通道而靶向在體內(nèi)的感覺(jué)神經(jīng)元的替代通道分子。但是在腦靶向特異性Nav1.7通道可能有好處：減少饑餓介導(dǎo)神經(jīng)元傳入的信息整合能力可以是幫助減肥的一種方法。