Nature：中美科学家揭秘食欲控制机制

　　

莫纳什大学的科学家发现控制食欲的关键细胞，这一细胞存在于人体脑部，当人们老去时，这种细胞开始衰退，衰退结果会导致成年人变得易饿，摄取过多食物严重者还会导致体重过重。

 

Zane Andrew博士领导这一研究，Zane Andrew博士，莫纳什大学医学院生理学系神经内分泌学专家，关于食欲控制细胞的相关文章发表在《Nature》杂志上。

 

Andrew博士发现，人们在进食后，自由基会攻击食欲抑制细胞（appetite-suppressing cells），摄取过多的碳水化合物和糖会导致食欲抑制细胞退化。

 

Andrew博士说，食欲抑制细胞的受损程度与所摄取的碳水化合物以及糖有直接的关联，摄取越多损伤越严重，食欲抑制细胞受损后又恶性循环导致人们吃得更多。

 

Andrew博士说，正常的食欲抑制细胞可维持机体平衡，确保人们摄取的食物满足机体的需要，不多也不少，而食欲抑制细胞受损后这一平衡就被破坏，脑部发出摄取食物的信息，而机体所需早已满足，这样就会导致肥胖。

 

25岁-50岁的人们风险最高，因为告诉人们不要吃过多食物的神经元可能被破坏。

 

当人们的胃是空着的时候，一种名为ghrelin的激素会传递到脑部，通知大脑胃是空的。当人们的胃被食物填满时，又有激素会通知大脑的POMC神经，有足够的食物储备。

 

Andrew博士说，但是，人体产生的自由基会攻击POMC神经。随着人们的老去，自由基不断攻击POMC神经元，神经元开始退化，导致人类对饥饿失去正确的判断力。

自由基还可能会攻击饥饿神经，不过饥饿神经早有准备，解偶联蛋白2（uncoupling protein 2 ，UCP2）为饥饿神经元提供保护。

 

Andrew博士说，食欲抑制细胞数量的减少可能成为成年型肥胖症的一个诱因。

 

Andrew博士说，现代社会含碳水化合物和糖的垃圾食品越来越流行，20-30岁的成年人都喜爱这些食物，这必将导致人体内的食欲抑制细胞受到越来越研究的损伤，最终导致肥胖率激增。

 

Andrew博士下一步将关注高碳水化合物和高糖食物是否对脑部的其他功能有影响，比如说会增加其他神经性疾病，如帕金森病。

 

由胃分泌的激素Ghrelin，Ghrelin 是1999年由日本科学家Kojima最先在小鼠和人胃内分泌细胞中发现的含有28个氨基酸的脑肠肽.Ghrelin主要由胃分泌,下丘脑、肾脏、胎盘等 也有分泌.Ghrelin mRNA的表达部位十分广泛,细胞密集分布于胃部泌酸腺的颈部至底部.最近又在人的下丘脑和脑干发现Ghrelin的特异性受体--促生长激素分泌受体. 具有刺激生长激素释放、调节机体生长发育、增加食欲、调节能量平衡的作用,同时有健进胃酸的分泌功能,并且与机体肥胖和癌症有关。通过调控下丘脑弓状核中的NPY/AgRP神经元来刺激食物吸收。它是怎样做到这一点的过去并不清楚，但现在用小鼠所做研 究表明，由Ghrelin诱导的食欲增强是由在下丘脑线粒体中燃烧脂肪驱动，该线粒体能产生被线粒体蛋白UCP2（去耦合蛋白2）利用的自由基。这便提 出一个可能性：自由基参与了食欲调控，能够影响自由基的干涉也许能够影响食欲及吃饱的感觉。

 

值得一提的是文章的作者还包括中国郧阳医学院的Zhong-Wu Liu。

 

原文摘要：

Nature 454, 846-851 (14 August 2008) | doi:10.1038/nature07181; Received 2 April 2008; Accepted 18 June 2008; Published online 30 July 2008

 

UCP2 mediates ghrelin's action on NPY/AgRP neurons by lowering free radicals

 

Zane B. Andrews^1,2, Zhong-Wu Liu^2,5, Nicholas Walllingford², Derek M. Erion², Erzsebet Borok², Jeffery M. Friedman⁶, Matthias H. Tschöp⁷, Marya Shanabrough², Gary Cline³, Gerald I. Shulman³, Anna Coppola², Xiao-Bing Gao², Tamas L. Horvath^1,2,4 & Sabrina Diano^2,4

 

1.      Section of Comparative Medicine and Departments of,

2.      Obstetrics, Gynecology & Reproductive Sciences

3.      Internal Medicine, Howard Hughes Medical Institute and,

4.      Neurobiology, Yale University School of Medicine, New Haven, Connecticut 06520, USA

5.      Department of Neurobiology, Yunyang Medical College, Shiyan, Hubei 442000, China

6.      Laboratory of Molecular Genetics, Howard Hughes Medical Institute, Rockefeller University, New York, New York 10021, USA

7.      Department of Psychiatry, University of Cincinnati, Cincinnati, Ohio 45237, USA

 

Correspondence to: Tamas L. Horvath^1,2,4Sabrina Diano^2,4 Correspondence and requests for materials should be addressed to T.L.H. (Email: [e-mail]) or S.D. (Email: [e-mail]).

 

【Abstract】

The gut-derived hormone ghrelin exerts its effect on the brain by regulating neuronal activity. Ghrelin-induced feeding behaviour is controlled by arcuate nucleus neurons that co-express neuropeptide Y and agouti-related protein (NPY/AgRP neurons). However, the intracellular mechanisms triggered by ghrelin to alter NPY/AgRP neuronal activity are poorly understood. Here we show that ghrelin initiates robust changes in hypothalamic mitochondrial respiration in mice that are dependent on uncoupling protein 2 (UCP2). Activation of this mitochondrial mechanism is critical for ghrelin-induced mitochondrial proliferation and electric activation of NPY/AgRP neurons, for ghrelin-triggered synaptic plasticity of pro-opiomelanocortin-expressing neurons, and for ghrelin-induced food intake. The UCP2-dependent action of ghrelin on NPY/AgRP neurons is driven by a hypothalamic fatty acid oxidation pathway involving AMPK, CPT1 and free radicals that are scavenged by UCP2. These results reveal a signalling modality connecting mitochondria-mediated effects of G-protein-coupled receptors on neuronal function and associated behaviour.

 

（生物通 张欢）