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毋庸置疑,肥胖与过度堆积的脂肪离不开关系,但很多人可能想不到,在健康状态下,脂肪组织原本是帮助个体抑制食欲的主力军。作为一种食欲调节激素,脂肪组织来源的瘦素会进入大脑,调节食物摄入过程,维持个体的能量平衡。脂肪组织的这一行为能帮助控制个体脂肪的总体质量,防止脂肪储存过多。
许多肥胖个体由于几乎对瘦素失去了敏感性,因此无法响应脂肪组织发出的“吃得够多了”的信号。而充分了解瘦素相关的神经机制,将有望在未来带来更多的肥胖治疗靶点。
图片来源:123RF
目前,科学家已经知道瘦素有两个主要的调节对象,一个是前阿片黑素细胞皮质激素(POMC)神经元,POMC在水解后能激活黑素皮质素4受体(MC4R),触发食欲抑制效果。今年3月《细胞-代谢》的一篇论文曾发现,随着年纪增长,下丘脑神经元的MC4R水平会下降,从而引起食欲增加和“发福”等现象。
瘦素的另一个作用对象是刺鼠关联蛋白(AGPR)/神经肽Y(NPY)神经元,这类神经元不仅发挥着促进食欲效果,还能抑制POMC神经元,因此瘦素会选择性抑制它们的活性。在过去,POMC神经元和AGPR/NPY神经元被视作是一种“阴阳”调节的模式,但近期有研究发现里面可能还暗藏玄机。
根据《自然》杂志一篇新论文的报道,当直接刺激AGPR神经元时确实能够快速促发食欲,然而急性刺激POMC神经元基本不会迅速产生调节效果,这说明在抑制食欲方面,瘦素还有其他调节对象。来自霍华德休斯医学研究所的科学家发现,一种表达碱性核蛋白2(BNC2)的神经元同样能响应瘦素信号,发挥快速的食欲抑制作用,并且能抑制AGPR/NPY神经元活性,这一全新发现也填补了瘦素调节神经机制的一大空白。
研究中,作者首先获取了小鼠的丘脑弓状核(ARC)样本,这里是POMC神经元、AGPR/NPY神经元所富集的脑区。随后,他们通过RNA测序对其中的细胞进行了筛选,主要是寻找瘦素受体阳性(Lepr+)的细胞,这些细胞中就有一些表达了POMC或者AGPR/NPY。
出乎意料的是,有些细胞尽管表达了瘦素受体,但上述两类基因表达水平很低。在一小簇细胞中,作者发现它们居然有着高水平的BNC2,这是此前从未见过的,这也代表他们首次揭示了Lepr+细胞的一个全新亚型。
▲一种能响应瘦素的全新神经元亚型,可以帮助抑制食欲(图片来源:参考资料[1])
随后,研究重点关注了小鼠进食行为与BNC2神经元的联系,结果显示当小鼠经过半天的禁食再度摄入食物后,BNC2神经元会逐渐响应和激活。除此之外,直接向小鼠体内注射瘦素,也可以获得相同的效果。根据时间上的追踪结果,BNC2激活能够快速地抑制食欲,通过光遗传学手段激活BNC2神经元20分钟后,即使是隔夜禁食后小鼠也会迅速响应,减少摄食行为。
作者发现,当BNC2神经元被激活后,AGRP/NPY神经元活性会随之下降,如此进一步让食欲大减。但如果将BNC2神经元的瘦素受体敲除,即使脂肪组织能正常释放瘦素,小鼠仍然会经历过度饮食和肥胖。
论文指出,这些发现不仅让我们认识了瘦素作用的一类全新神经元,更还有可能带来调节食欲、帮助减肥的全新策略。如果通过摄入一种分子就能够主动激活BNC2神经元,那么就有望帮助个体及时抑制进食欲望,减少能量摄入,这也有待科学家未来进一步探索。
参考资料:
[1] Tan, H.L., Yin, L., Tan, Y. et al. Leptin-activated hypothalamic BNC2 neurons acutely suppress food intake. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08108-2
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