研究確定了維持哺乳動物正常體溫的關(guān)鍵神經(jīng)元

日本名古屋大學(xué)的一個研究小組報告說，大腦視前區(qū)的一組神經(jīng)元，稱為 EP3 神經(jīng)元，在調(diào)節(jié)哺乳動物體溫方面起著關(guān)鍵作用。這一發(fā)現(xiàn)可能為開發(fā)一種人工調(diào)節(jié)體溫以幫助治療中暑、體溫過低甚至肥胖癥的技術(shù)鋪平道路。這項(xiàng)新研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

人類和許多其他哺乳動物的體溫被調(diào)節(jié)在大約 37°C (98.6°F)，這優(yōu)化了所有調(diào)節(jié)功能。當(dāng)體溫明顯偏離正常范圍時，功能就會受損，這可能導(dǎo)致中暑、體溫過低，最壞的情況是死亡。但是，如果可以人為地將體溫調(diào)整到正常范圍，則可以治療這些病癥。

大腦的溫度調(diào)節(jié)中心位于視前區(qū)，這是控制身體重要功能的下丘腦的一部分。例如，當(dāng)視前區(qū)接收到來自為響應(yīng)感染而產(chǎn)生的稱為前列腺素 E (PGE2) 的介質(zhì)的信號時，該區(qū)域會發(fā)出提高體溫的命令，以對抗病毒、細(xì)菌和其他致病生物。

然而，目前尚不清楚究竟是視前區(qū)的哪些神經(jīng)元釋放了升高或降低體溫的命令。為了識別此類神經(jīng)元，名古屋大學(xué)的 Kazuhiro Nakamura 教授、講師 Yoshiko Nakamura 及其同事與順天堂大學(xué)的 Hiroyuki Hioki 教授合作，使用大鼠進(jìn)行了一項(xiàng)研究。他們專注于表達(dá) PGE2EP3 受體的視前區(qū) EP3 神經(jīng)元，并研究了其調(diào)節(jié)體溫的功能。

Nakamura 教授和他的同事們首先研究了視前區(qū) EP3 神經(jīng)元的活動如何隨著環(huán)境溫度的變化而變化。大鼠舒適的環(huán)境溫度約為 28°C。在兩個小時內(nèi)，研究人員將老鼠暴露在寒冷 (4°C)、室溫 (24°C) 和高溫 (36°C) 的環(huán)境中。結(jié)果表明，暴露于 36°C 會激活 EP3 神經(jīng)元，而暴露于 4°C 和 24°C 則不會。

該小組隨后觀察了視前區(qū) EP3 神經(jīng)元的神經(jīng)纖維，以確定來自 EP3 神經(jīng)元的信號傳輸?shù)奈恢?。觀察結(jié)果表明，神經(jīng)纖維分布到不同的大腦區(qū)域，特別是分布到激活交感神經(jīng)系統(tǒng)的背內(nèi)側(cè)下丘腦 (DMH)。他們的分析還表明，EP3 神經(jīng)元用于向 DMH 傳輸信號的物質(zhì)是γ-氨基丁酸(GABA)，它是神經(jīng)元興奮的主要抑制劑。

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