上海科技大學PNAS利用光遺傳學等技術解析體溫調節
日期:2017-02-22 08:56:26
來自上海科技大學的研究人員發現了一個控制體溫的下丘腦神經環路,這為進一步揭示溫度調節機制提供了基礎,也為深入理解中暑、發燒等生理病理反應提供了新的線索,為這些常見疾病的防治提供了新的藥物靶點和治療策略。
這一研究成果公布在《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜志上,文章的通訊作者是上海科技大學沈偉博士,他早年畢業于清華大學,主要從事神經生物學、行為生物學的研究。
體溫的穩定對于人類正常生理活動的開展十分關鍵。體溫調節紊亂(如發熱、中暑等),則會打亂很多重要生理活動,嚴重時甚至危及生命。體溫調節主要受中樞神經系統控制。盡管人們在20世紀就已知體溫的控制中樞位于下丘腦,但由于下丘腦位于大腦深部,用傳統方法很難完全解析其對體溫的調節機制。
為了闡明下丘腦參與體溫調節的神經元與神經環路,沈偉課題組利用光遺傳學、生理鈣信號記錄等手段,從神經環路水平對小鼠下丘腦的作用進行了系列實驗,研究發現:下丘腦視前區的亞區(ventral part of lateral preoptic nucleus,vLPO)神經元調控熱驅動的降溫行為,而下丘腦的另一個亞區——下丘腦背中側部的背側(dorsomedial hypothalamic nucleus,dorsal part,DMD)的神經元負責冷刺激引起的產熱機制,而且證實DMD神經元的活動受到vLPO神經元的抑制。
此外,該研究還發現一個新的熱敏感神經元標記物——腦源性神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF),BDNF神經元代表了一類新的熱調節神經元,它的發現為進一步揭示溫度調節機制提供了基礎。上述結果為人們深入理解中暑、發燒等生理病理反應提供了新的線索,為這些常見疾病的防治提供了新的藥物靶點和治療策略。
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