Cell子刊解密肥人多喘的根源

【字体: 时间:2013年01月10日 来源:生物通

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  来自哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员在一项新研究中发现:一种对于能量代谢、生育及骨量至关重要的激素——瘦素(leptin),也参与调控了气道的直径。这一研究发现可以用来解释为何肥胖者更易哮喘,表明体重相关性哮喘或许可通过药物治疗,抑制介导瘦素功能的副交感神经系统信号传导,从而得到缓解。

  

生物通报道  来自哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员在一项新研究中发现:一种对于能量代谢、生育及骨量至关重要的激素——瘦素(leptin),也参与调控了气道的直径。这一研究发现可以用来解释为何肥胖者更易哮喘,表明体重相关性哮喘或许可通过药物治疗,抑制介导瘦素功能的副交感神经系统信号传导,从而得到缓解。这项研究是在小鼠身上完成,研究结果在线发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上。

研究的主要作者、哥伦比亚大学医学中心医学教授、遗传学与发育教授及主任Gerard Karsenty 博士说:“肥胖和厌食症均可导致哮喘,我们的研究是以这一临床观察发现作为开始。据此,我们怀疑一定存在某种来自脂肪细胞的信号,以某种方式直接或间接影响了肺。”最有可能的候选者就是瘦素。瘦素是一种由脂肪细胞生成的蛋白质,能够在血液中循环,并传送至大脑。

大量的研究表明,肥胖可以导致支气管收缩。哮喘患者形成肥胖,会加重他的呼吸障碍,通过某些未知机制阻碍疾病治疗。当前的研究旨在阐明肥胖、气道直径和肺功能之间关系的遗传和分子基础。

通过小鼠研究,研究人员证实过高或过低的体重及脂肪量均可导致支气管收缩,肺功能减弱。进一步,他们证实瘦素以一种不同于食欲调控的、阈值更低的机制,增大了气道直径。

瘦素通过降低副交感神经系统的活动影响了气道。副交感神经系统是自主神经系统的分支,通常认为其与瘦素不相关。研究人员还发现气道直径的调控与支气管局部炎症无关。

研究人员随后开展了两项实验,确定这些研究结果是否会影响哮喘的治疗。在一项实验中,他们喂给肥胖哮喘小鼠一种物质,促进其肺部炎症。当他们连续4天将瘦素注入到这些小鼠的大脑中时发现,瘦素对于炎症没有影响,气道直径和肺功能正常。这表明,至少在小鼠中,可以治愈肥胖相关的哮喘而不影响炎症。在第二项实验中,研究人员分别给予肥胖哮喘小鼠抑制副交感神经或神经放电速度的药物。再一次,治疗数天后哮喘得到了缓解。

“这项研究的治疗意义在于,利用药物抑制副交感神经信号,由此促进瘦素相关脑信号,或许能够纠正肥胖者的哮喘,” Karsenty博士说。当前已有这类药物上市。其中一种是醋甲胆碱(methacholine),主要用于诊断支气管高反应性。Karsenty博士补充说,在推荐该药或其他更有活性的选择性药物治疗体重相关哮喘之前还需要开展临床实验。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Inhibition of Leptin Regulation of Parasympathetic Signaling as a Cause of Extreme Body Weight-Associated Asthma

Impaired lung function caused by decreased airway diameter (bronchoconstriction) is frequently observed whether body weight is abnormally high or low. That these opposite conditions affect the airways similarly suggests that the regulation of airway diameter and body weight are intertwined. We show here that, independently of its regulation of appetite, melanocortin pathway, or sympathetic tone, leptin is necessary and sufficient to increase airway diameter by signaling through its cognate receptor in cholinergic neurons. The latter decreases parasympathetic signaling through the M3 muscarinic receptor in airway smooth muscle cells, thereby increasing airway diameter without affecting local inflammation. Accordingly, decreasing parasympathetic tone genetically or pharmacologically corrects bronchoconstriction and normalizes lung function in obese mice regardless of bronchial inflammation. This study reveals an adipocyte-dependent regulation of bronchial diameter whose disruption contributes to the impaired lung function caused by abnormal body weight. These findings may be of use in the management of obesity-associated asthma.

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