你的脑细胞结构会影响肥胖风险

研究肥胖的研究人员发现,构成身体饥饿回路一部分的脑细胞上的天线状结构似乎在食欲调节中起着关键作用。

你的脑细胞结构会影响肥胖风险

科学家们继续探索肥胖背后的遗传学。

发表在《自然遗传学》杂志上的这篇研究论文强调了触角状结构(或初级纤毛)在大脑信号传递中的重要作用。

人们普遍认为大脑中的大多数信号传递是通过称为突触的结构发生的。

“我们正在建立对人类肥胖遗传学的统一理解,”资深作者、旧金山加利福尼亚大学糖尿病中心教授克里斯蒂安·瓦伊斯解释道。

“直到最近,”他补充说,“许多肥胖研究人员几乎没有听说过初级纤毛,但这种情况将会改变。”

遗传学在肥胖中的作用

在美国,超过三分之一(7860万)的成年人患有肥胖症。

肥胖是一个巨大的公共健康问题,尤其是因为它与不良的心理健康和许多其他严重的医学问题有关。这些包括美国和世界其他地方的一些主要死亡原因,如糖尿病、中风、心脏病和一些癌症。

肥胖流行的主要驱动力在很大程度上是非遗传性的,例如随时可以获得无限量的高热量食物和“越来越久坐不动的生活方式”的结合。

然而,并不是每个暴露在这些环境条件下的人都会变得肥胖,这表明遗传也起了作用。

在大多数遗传因素起作用的疾病中,病因是由于许多基因的变异。但有时,原因可能是单一基因的变异。

饥饿电路

在他们的论文中,研究人员解释说,导致严重肥胖的大多数单基因原因是由于饥饿回路中的基因改变,该回路涉及瘦素——一种由脂肪细胞释放的信号蛋白或激素。

该回路是大脑下丘脑区域的神经细胞或神经元网络,通过根据瘦素水平调节食欲和能量使用来帮助保持体重稳定。

编码瘦素的基因或参与监测和响应蛋白质的基因的突变,可能导致无法检测出身体何时有足够的脂肪。这种情况可能发生在老鼠和人类身上,导致它们不停地吃东西,“就好像它们在挨饿一样。”

在以前的工作中,Vaisse教授和他的同事发现,参与瘦素饥饿回路的基因——黑皮质素-4受体(MC4R)基因——的突变占人类所有严重肥胖病例的3-5%。重度肥胖被定义为体重指数(BMI)超过40。

MC4R蛋白检测下丘脑中一组特殊神经元的化学信号,这些信号被认为在响应高水平瘦素而降低食欲方面起着重要作用。

在新的研究之前,科学家们不知道下丘脑神经元的这个子集是如何调节食欲控制的。

与肥胖相关的初级纤毛

研究小组的其他成员此前也发现,影响原发性纤毛的基因的罕见变异会导致几乎总是伴随严重肥胖的疾病,如Alströ和Bardet-Biedl综合征。然而,尚不清楚纤毛与肥胖有什么联系。

在这项新的研究中,研究人员研究了正常小鼠的食欲调节下丘脑神经元,发现MC4R蛋白集中在它们的初级纤毛中。

他们还发现,被改造成具有与人类严重肥胖相关的基因版本的小鼠,其纤毛中没有MC4R蛋白。

这些发现让研究小组怀疑下丘脑神经元上的这些初级纤毛是否是瘦素饥饿回路食欲调节功能的主要位置。

最近的发现表明,另一种叫做腺苷酸环化酶3 (ADCY3)的蛋白质也与肥胖有关,它也集中在初级纤毛中。众所周知,ADCY3发送信号时会与MC4R相连。

食欲调节信号的关键部位

在另一组实验中,研究人员发现,在阻断小鼠的ADCY3后,动物的食物摄入量显著增加,并开始变得肥胖。

研究人员得出结论,ADCY3和MC4R在瘦素检测神经元的初级纤毛中共同作用,帮助它们检测身体脂肪水平正在增加,这反过来又会降低食欲。

因此,对这些重要成分的遗传或其他干扰可能导致身体无法对食欲控制施加“紧急制动”。

然而,研究人员指出,关于初级纤毛在食欲调节中的作用,还有很多事情要学,而且在基于这一知识的新治疗方法问世之前,可能还需要相当长的时间。

“这一领域取得如此大的进步令人兴奋。在90年代,我们问肥胖是否是遗传的;“十年前,我们发现大多数肥胖风险因素主要影响大脑中的瘦素回路,”Vaisse教授说。

“现在,我们即将理解下丘脑神经元特定子集的特定亚细胞结构中的缺陷是如何导致体重增加和肥胖的。”

Christian Vaisse教授


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