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不過比較關注神經科學的讀者一定知道⊙△∴,大腦中神經元只佔一半兒∟◇☆,另一半的神經膠質細胞們近年也逐漸取得了科學家的重視♂∵,它們在體重平衡和肥胖中也有自己的角色[4]π。

然後我又撇了一眼剛看完的這篇論文♂,戳手機的指頭有那麼一絲絲顫抖♂。近期◇,《細胞代謝》雜誌發表了一項來自耶魯大學科學家的研究[1]▽┊﹡。研究者們發現∴,高脂飲食會誘導大腦的變化♀,刺激下丘腦產生炎症∵◇,並誘導機體攝入更多的熱量π☆,最終導致體重增加〇。這種變化來得很快△┊∴,三天高脂飲食之後就會出現﹡∟▽,甚至發生在身體變胖之前△┊⊙。

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[2] Sandoval⊿┊◇, D.A☆∵。↑, Obici♂, S┊⊙。♀♂, and Seeley⊙, R.J〇∟。 (2009)⌒☆π。 Targeting the CNS to treat type 2 diabetes∟。 Nat◇□。 Rev☆┊。 Drug Discovπ⌒∟。 8┊⊿, 386–398?◇。

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小膠質細胞本身是非常「活躍」的細胞﹡。這個活躍就是字面意思⊙⊙⊙,它們能夠迅速改變形狀▽,向受損傷部位遷移↑∴▽,並開啟吞噬功能⊿△。這幾個過程都需要不少能量⊿▽?,所以線粒體代謝改變也算是常規操作[6]◇∵。

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小鼠體重增長⊿⌒△,胖/瘦體重⊿,能量消耗那麼為什麼搞定了UCP2♂,高脂飲食就不能作妖了呢⌒⊙♂?嘖嘖嘖〇﹡,小膠質細胞這個濃眉大眼的好同志□?,竟然在這裏坑了我們一把♂。高脂飲食之後〇,被激活的小膠質細胞居然會激活POMC神經元∵▽π。這個POMC神經元♀♂,簡單說來就是管理我們想吃什麼想吃多少的神經元[4]□⊿∵,所以說∟?◇,是小膠質細胞讓我們吃了高脂飲食還想吃(吃成一個小胖子)﹡♂〇。

但在缺失UCP2的情況下∟┊▽,這種機制就被阻斷了〇♂☆。So∴□,小膠質細胞不光是執行免疫功能〇∟∟,還配合飲食幫我們變胖啊~從進化的角度來看∴〇∟,這在當年物質還比較匱乏的時候應該是個蠻有用的機制♂〇〇。有吃的的時候就多吃點兒~長胖點兒~不過現在我們已經不差吃的了⊙π,或者說是吃得已經太多了□⌒。

根據細胞起源□↑∴,膠質細胞一般可以被分為大膠質細胞、星形膠質細胞、少突膠質細胞和小膠質細胞┊⌒◇,目前我們一般認為小膠質細胞就相當於中樞神經系統里的巨噬細胞〇∴π,主要發揮免疫作用┊∟。

敲除UCP2之後線粒體基本無變化更棒的是□?∴,敲除了UCP2之後?∵π,小鼠好似對高脂飲食產生了「抗性」﹡﹡,它們吃得更少、每天消耗的能量更多∵♂,自然體重也增長得更慢了π┊∴。除此之外⌒﹡⊿,小鼠的糖耐量和胰島素敏感性也有所改善▽♂☆,這是與代謝表型整體好轉有關的♂。

[6] Rose□, J∟〇☆。♂, Brian⌒?〇, C□♂。〇, Woods♂, J△▽▽。⊿, Pappa⊿♀∵, A⌒☆?。♀, Panayiotidis□, M.I?♂∵。▽?, Powers↑♀π, R∵∴。☆π⊙, and Franco〇﹡∟, R♀☆﹡。 (2017)▽◇。 Mitochondrial dysfunction in glial cells: implications for neuronal homeostasis and survival∟。 Toxicology 391△□, 109–115﹡。

其實到這裏為止事情還是挺平常的♂。高脂飲食誘導炎症♂⊿,有炎症所以小膠質細胞出動⊙┊?,要工作所以線粒體加班↑◇π,不用細想都覺得正常∵┊〇。

其實有很多研究已經證明了中樞神經在能量和糖代謝中的重要作用⊿∵,它會響應循環內的各種信號一一做出回應⊙﹡,比如瘦素、胰島素等激素⊙,又比如葡萄糖和脂肪酸等營養物質[2]▽┊∵。

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但是這個認知卻被今天這項研究給狠狠刷新了一下π﹡。具體怎麼回事兒∴π,咱們先從「胖」說起↑。圖源 | pixabay此前就有科學家發現▽,吃多變胖這回事兒△♂,是先從腦子開始的〇。在飲食誘導肥胖這個過程中↑π,高脂/高碳水飲食開始3天後﹡,就發現了下丘腦炎症和膠質增生?⊿,而此時⊿┊↑,實驗動物的體重甚至還沒來得及增加[5]┊↑﹡。同時∴,下丘腦中的小膠質細胞也被激活了□↑。

另外□?◇,有趣的是?⌒⊙,在運動能力、瘦體重等更細一步的指標上◇□□,雄性小鼠和雌性小鼠表現出了明顯的差異〇△?。這可能是因為性別帶來的激素水平差異導致的吧♂﹡↑。

那麼接下來就來看看今天這項研究的發現吧∴♂∵。圖源 | pixabay第一步當然是先給小鼠的菜單安排上□。對照組小鼠吃的是標準鼠糧(SD)♂∴⊿,三個實驗組的高脂飲食(HFD)則分別進行了3天、7天和8周♂♀。

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令人驚訝的是♂☆☆,大腦變化的直接操盤手☆▽⊙,竟然是我們頗為熟知的小膠質細胞∟。要知道小膠質細胞主管的是免疫功能∵∴,參与代謝調控♂◇,這手可伸得有點兒長﹡。

求小膠質細胞跟上時代☆∟⊙,不要再搞怪了☆。參考資料:[1]https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(19)30439-5

來源:奇點網就在剛剛∟∴,我突然湧上了一股吃炸雞的衝動?。這使我掏出手機開始瀏覽外賣平台⌒┊,並且心裏暗暗打算等會兒要去超市買瓶啤酒配上∴⊿。

[3] Horvath⊙⊿〇, T.L▽。∟□, Diano↑, S﹡﹡。┊☆, and Tscho¨ p▽↑, M↑。 (2004)∟〇。 Brain circuits regulating energy homeostasis⊙□﹡。 Neuroscientist 10♂♂, 235–246┊┊┊。

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被激活的小膠質細胞中◇⊙,有一種蛋白UCP2表達水平非常高☆。UCP2是一種線粒體蛋白□☆⊙,是線粒體功能的重要組成部分☆◇。

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[4] Horvath☆∟, T.L┊∴。┊☆, Sarman⊿☆♂, B♀。☆π, Garcı´a-Ca´ ceres☆□π, C⊙▽?。┊∟, Enriori﹡〇, P.J⊙。□♂, Sotonyi〇♂⊿, P⌒π∴。∴﹡, Shanabrough□, M↑♂。∟, Borok♂〇, E△▽□。♀π∴, Argente┊﹡?, J◇。◇?π, Chowen♀♂, J.A∴。▽, Perez-Tilve□, D♂。△, et al〇□。 (2010)⊿。 Synaptic input organization of the melanocortin system predicts diet-induced hypothalamic reactive gliosis and obesity⌒?。 Proc∟↑⊙。 Natl.Acad♂□π。 Sci∴。 USA 107π∟, 14875–14880◇♂。

當檢測下丘腦中小膠質細胞的線粒體變化⌒,有趣的事情發生了∵﹡。3天高脂飲食使小膠質細胞中的線粒體變得更小了□,但是同時數量卻變多了;另外三組呢□☆,可以認為沒變化☆∟▽,基本差不多π﹡┊。與這些變化一致的是⌒♂☆,只有3天組UCP2表達水平顯著升高了△∟。

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在整個兒中樞神經系統中呢♂⊿⌒,下丘腦又顯得尤為突出π□,是控制新陳代謝的指令中心⌒。科學家們已經在下丘腦中鑒定到了幾個特別的神經元群▽∴,認為他們是外周代謝的重要傳感器和調節因子[3]⊿△∟。

[5] Thaler△, J.P﹡☆。▽, Yi∵△⊙, C.X△↑。⌒☆▽, Schur⌒, E.A∴﹡△。△, Guyenet﹡△, S.J?。♀↑♀, Hwang♂∴∴, B.H♂。◇♂△, Dietrich↑, M.O♂⊙。┊, Zhao♂, X▽△∴。⊿, Sarruf♂, D.Aπ☆。⊙∴, Izgur♂⌒♀, V〇⊿〇。☆, Maravilla☆⌒, K.R△。⊿◇﹡, et al∵∴△。 (2012)□〇。 Obesity is associated with hypothalamic injury in rodents and humans⊙♂。 J∴⌒。 Clin┊⌒。 Invest♂∵﹡。 122♂, 153–162♂□◇。

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可見3天組線粒體數量增加研究者還另外測定了一些炎性細胞因子的水平﹡?,結果也很有趣⊙π﹡。在3天和7天組中細胞因子水平都比較高┊☆,但是8周組反而回落了π▽。詳細的數值可以看下圖⌒。

結果真的很有說法當研究者敲除小鼠的UCP2基因⌒,高脂飲食就不再能影響到大腦了?∟∵,3天後小鼠下丘腦膠質細胞中的線粒體並沒有什麼變化↑﹡。

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