哺乳動物體溫維持37℃的關鍵神經元確定
科技日報訊 (記者張夢然)日本名古屋大學的一個研究小組報告說,大腦視前區的EP3神經元在調節哺乳動物體溫方面起著關鍵作用。這一發現有助開發一種人工調節體溫技術,幫助治療中暑、體溫過低甚至肥胖癥。相關研究發表在最近的《科學進展》雜志上。
人類和許多其它哺乳動物的體溫維持在37℃左右,當體溫明顯偏離正常范圍時,可能對身體功能造成傷害,導致中暑、體溫過低甚至死亡。
大腦的溫度調節中心位于視前區,這是控制身體重要功能的下丘腦的一部分。例如,當視前區接收到來自前列腺素E(PGE_2,為響應感染而產生)介質的信號時,該區域會發出提高體溫的命令,以對抗病毒、細菌和其他致病生物。
為識別究竟是視前區的哪些神經元釋放了升高或降低體溫的命令,名古屋大學研究團隊使用大鼠開展了研究。他們首先研究了視前區EP3神經元的活動如何隨著環境溫度的變化而變化。大鼠舒適的環境溫度為28℃左右。在兩個小時內,研究人員將大鼠暴露在寒冷(4℃)、室溫(24℃)和高溫(36℃)環境中。結果表明,暴露于36℃會激活EP3神經元,而暴露于4℃和24℃則不會。
研究團隊隨后觀察了視前區EP3神經元的神經纖維,以確定其信號傳輸的位置。結果發現,神經纖維分布到不同的大腦區域,特別是分布到激活交感神經系統的背內側下丘腦(DMH)。分析還表明,EP3神經元用于向DMH傳輸信號的物質是γ-氨基丁酸(GABA),它是神經元興奮的主要抑制劑。
為了進一步研究EP3神經元在溫度調節中的作用,研究人員使用化學遺傳學方法人為地操縱了它們的活動。他們發現激活神經元會導致體溫下降,而抑制它們的活動會導致體溫升高。
綜上所述,視前區的EP3神經元通過釋放GABA向DMH神經元發送抑制信號以控制交感神經反應,從而在調節體溫方面發揮關鍵作用。
這項研究發現可為人工調節體溫技術的發展鋪平道路,或許還有助于治療肥胖癥,通過保持體溫略高于正常水平來促進脂肪燃燒。
(責任編輯:歐云海)