Nat Metabolism：大脑如何调控糖尿病症状的缓解
来源：中检健康
编辑：中检健康
时间：2020-09-09
此前研究表明，在患有2型糖尿病的啮齿动物中，单次手术注射一种称为成纤维细胞生长因子1的蛋白质可以使血糖水平恢复正常水平并且维持数周到数月之久。然而，对于这种生长因子如何在大脑中发挥作用以产生这种持久益处的了解却很少。明确这种现象背后的机理有助于开发更有效的糖尿病治疗手段。
华盛顿大学医学院的医学教授，华盛顿大学医学院糖尿病研究所联合主任Michael Schwartz博士说：“直到最近，人们仍未认识到大脑能够正常化糖尿病动物血糖水平的能力。”
2型糖尿病会影响10％的美国人口。它与肥胖密切相关，并引起严重的健康问题，包括心脏病，视力丧失，肾衰竭，痴呆，难以治愈的感染和神经损伤。这也增加了需要截肢的风险。控制血糖水平可以预防这些问题，但通常难以实现，并且对许多患者而言，这是一个持续的斗争。
在9月7日《Nature Communications》和《Nature Metabolism》杂志的两篇论文中，研究人员小组描述了大脑对成纤维细胞生长因子1的复杂反应。他们发现了被称为“神经周围神经网络”的细胞外基质组装体，该组装体将参与血糖控制的神经元群融合在一起。研究人员了解到，成纤维细胞生长因子1修复了因糖尿病而受损的神经周神经网。要维持糖尿病的缓解，就需要这种反应。
丹麦哥本哈根大学的诺和诺德基金会基础代谢研究中心的Tunes Pers博士以及西雅图UW Medicine的糖尿病和肥胖病研究人员Michael Schwartz博士是文章资深作者。
研究者们首先详细介绍了由位于下丘脑的不同脑细胞类型的成纤维细胞生长因子1处理诱导的基因表达变化。大脑的这个小区域调节许多身体功能，包括血糖，饥饿，食物摄入以及能量的使用和存储。科学家发现，神经胶质细胞不仅提供结构支持，而且有助于组织和调节神经回路活动，其反应比神经元更为强烈。
研究人员还观察到星形胶质细胞与一部分神经元相关的相互作用产生了增强的相互作用，这些神经元产生了与刺豚鼠相关的蛋白质（称为Agrp神经元）。星形胶质细胞是丰富的星形神经胶质细胞，可滋养神经元并支持其电传递。 Agrp神经元是黑皮质素信号系统必不可少的组成部分，它是控制喂养，体重和血糖至关重要的大脑回路。
已知Agrp神经元的过度激活会抑制黑皮质素信号传导。这种作用与人和啮齿动物的糖尿病发展有关。研究人员指出，禁止在成纤维细胞生长因子1注入大脑后抑制黑皮质素信号传导，从而可以持续缓解糖尿病。
对成纤维细胞生长因子1产生强烈反应的其他细胞类型是仅在下丘脑中发现的单核细胞，伸长的，营养敏感的神经胶质细胞。它们对葡萄糖水平正常化的贡献需要进一步研究。
发表在《Nature Metabolism》上的论文研究了成纤维细胞生长因子1诱导糖尿病缓解的机制背后的结构原理。
神经周围神经网通过使神经元啮合并束缚它们之间的连接来促进神经回路的稳定性。研究人员想知道与肥胖相关的糖尿病是否与这些神经周围神经网络的结构变化有关，以及是否可以治疗。
研究小组指出，在2型糖尿病的Zucker Diabetes Fatty大鼠模型中，与血糖水平正常的大鼠相比，下丘脑中的这些网是稀缺的，而在大脑的其他部位，这些网却是正常的。
单次注射成纤维细胞生长因子1进入大脑后，神经周围神经网的这种损失迅速得以逆转。通过酶消化除去网，阻碍了成纤维细胞生长因子1改善糖尿病的能力。相反，成纤维细胞生长因子1不需要完整的神经周围神经网来影响食物摄入。
这些发现确定了神经周神经网是成纤维细胞生长因子1诱导的持续糖尿病缓解的关键靶标。研究人员推测，也许这些网有助于抑制Agrp神经元的活性，从而促进黑皮质素信号传导。
研究人员计划继续尝试弥合对成纤维细胞生长因子1的细胞（和细胞外）反应与血糖水平正常化之间的差距。他们希望，这最终有助于开发实现患者持续糖尿病缓解的新策略。（生物谷 Bioon.com）
资讯链接：https://medicalxpress.com/news/2020-09-brain-diabetes-remission-rodents.html
原始出处：Hypothalamic perineuronal net assembly is required for sustained diabetes remission induced by fibroblast growth factor 1 in rats, Nature Metabolism (2020). DOI: 10.1038/s42255-020-00275-6 , www.nature.com/articles/s42255-020-00275-6
华盛顿大学医学院的医学教授，华盛顿大学医学院糖尿病研究所联合主任Michael Schwartz博士说：“直到最近，人们仍未认识到大脑能够正常化糖尿病动物血糖水平的能力。”
2型糖尿病会影响10％的美国人口。它与肥胖密切相关，并引起严重的健康问题，包括心脏病，视力丧失，肾衰竭，痴呆，难以治愈的感染和神经损伤。这也增加了需要截肢的风险。控制血糖水平可以预防这些问题，但通常难以实现，并且对许多患者而言，这是一个持续的斗争。
在9月7日《Nature Communications》和《Nature Metabolism》杂志的两篇论文中，研究人员小组描述了大脑对成纤维细胞生长因子1的复杂反应。他们发现了被称为“神经周围神经网络”的细胞外基质组装体，该组装体将参与血糖控制的神经元群融合在一起。研究人员了解到，成纤维细胞生长因子1修复了因糖尿病而受损的神经周神经网。要维持糖尿病的缓解，就需要这种反应。
丹麦哥本哈根大学的诺和诺德基金会基础代谢研究中心的Tunes Pers博士以及西雅图UW Medicine的糖尿病和肥胖病研究人员Michael Schwartz博士是文章资深作者。
研究者们首先详细介绍了由位于下丘脑的不同脑细胞类型的成纤维细胞生长因子1处理诱导的基因表达变化。大脑的这个小区域调节许多身体功能，包括血糖，饥饿，食物摄入以及能量的使用和存储。科学家发现，神经胶质细胞不仅提供结构支持，而且有助于组织和调节神经回路活动，其反应比神经元更为强烈。
研究人员还观察到星形胶质细胞与一部分神经元相关的相互作用产生了增强的相互作用，这些神经元产生了与刺豚鼠相关的蛋白质（称为Agrp神经元）。星形胶质细胞是丰富的星形神经胶质细胞，可滋养神经元并支持其电传递。 Agrp神经元是黑皮质素信号系统必不可少的组成部分，它是控制喂养，体重和血糖至关重要的大脑回路。
已知Agrp神经元的过度激活会抑制黑皮质素信号传导。这种作用与人和啮齿动物的糖尿病发展有关。研究人员指出，禁止在成纤维细胞生长因子1注入大脑后抑制黑皮质素信号传导，从而可以持续缓解糖尿病。
对成纤维细胞生长因子1产生强烈反应的其他细胞类型是仅在下丘脑中发现的单核细胞，伸长的，营养敏感的神经胶质细胞。它们对葡萄糖水平正常化的贡献需要进一步研究。
发表在《Nature Metabolism》上的论文研究了成纤维细胞生长因子1诱导糖尿病缓解的机制背后的结构原理。
神经周围神经网通过使神经元啮合并束缚它们之间的连接来促进神经回路的稳定性。研究人员想知道与肥胖相关的糖尿病是否与这些神经周围神经网络的结构变化有关，以及是否可以治疗。
研究小组指出，在2型糖尿病的Zucker Diabetes Fatty大鼠模型中，与血糖水平正常的大鼠相比，下丘脑中的这些网是稀缺的，而在大脑的其他部位，这些网却是正常的。
单次注射成纤维细胞生长因子1进入大脑后，神经周围神经网的这种损失迅速得以逆转。通过酶消化除去网，阻碍了成纤维细胞生长因子1改善糖尿病的能力。相反，成纤维细胞生长因子1不需要完整的神经周围神经网来影响食物摄入。
这些发现确定了神经周神经网是成纤维细胞生长因子1诱导的持续糖尿病缓解的关键靶标。研究人员推测，也许这些网有助于抑制Agrp神经元的活性，从而促进黑皮质素信号传导。
研究人员计划继续尝试弥合对成纤维细胞生长因子1的细胞（和细胞外）反应与血糖水平正常化之间的差距。他们希望，这最终有助于开发实现患者持续糖尿病缓解的新策略。（生物谷 Bioon.com）
资讯链接：https://medicalxpress.com/news/2020-09-brain-diabetes-remission-rodents.html
原始出处：Hypothalamic perineuronal net assembly is required for sustained diabetes remission induced by fibroblast growth factor 1 in rats, Nature Metabolism (2020). DOI: 10.1038/s42255-020-00275-6 , www.nature.com/articles/s42255-020-00275-6
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