研究揭示了肌肉如何與大腦對(duì)話以調(diào)節(jié)喂養(yǎng)行為
大腦決定何時(shí)該喂食,但是它怎么知道呢?圣裘德兒童研究醫(yī)院的發(fā)現(xiàn)為大腦如何協(xié)調(diào)這個(gè)過程提供了新的認(rèn)識(shí)。骨骼肌與其他組織一樣,與大腦溝通以傳達(dá)有關(guān)營(yíng)養(yǎng)狀況的信息。研究人員表明,操縱這種機(jī)制會(huì)影響果蠅的覓食和覓食。這項(xiàng)工作今天在線發(fā)表在《基因與發(fā)展》上。
脂肪,腸和肝臟等組織通過調(diào)節(jié)喂養(yǎng)行為的激素向大腦發(fā)出信號(hào)。骨骼肌構(gòu)成了40%的人體內(nèi),并具有高能量和營(yíng)養(yǎng)需求。然而,直到現(xiàn)在,科學(xué)家們還沒有意識(shí)到骨骼肌如何通過稱為肌動(dòng)蛋白的信號(hào)傳導(dǎo)因子與大腦進(jìn)行類似的交流。
圣裘德發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)系的通訊作者法比奧·德蒙特斯(Fabio Demontis)博士說:“到目前為止,大腦一直是研究最少的肌動(dòng)蛋白活動(dòng)靶標(biāo)。” “有許多肌動(dòng)蛋白可作用于其他組織,但它們?cè)谙虼竽X發(fā)出信號(hào)方面的作用尚未得到充分開發(fā)。”
肌肉與大腦溝通的分子關(guān)鍵
為了更好地理解如何骨骼肌關(guān)于攝食行為與大腦相通,研究人員看了看myokine民進(jìn)黨果蠅。Dpp是相當(dāng)于人類中BMP2和BMP4信號(hào)傳導(dǎo)因子的果蠅。
科學(xué)家以前認(rèn)為Dpp僅在短距離內(nèi)傳輸信號(hào)。然而,研究人員表明,熒光標(biāo)記的Dpp從果蠅的飛行肌肉到大腦的傳播距離很長(zhǎng)。此外,研究人員發(fā)現(xiàn)降低Dpp含量可促進(jìn)果蠅的覓食和覓食行為。相反,增加Dpp含量會(huì)減少覓食和覓食。
Dpp,多巴胺與進(jìn)食起始之間的聯(lián)系
研究人員還發(fā)現(xiàn),肌肉衍生的Dpp調(diào)節(jié)大腦酪氨酸羥化酶的水平,后者是合成神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的關(guān)鍵酶。在許多其他角色中,多巴胺以前與進(jìn)食行為有關(guān)。
研究人員發(fā)現(xiàn),降低肌肉中Dpp的水平會(huì)導(dǎo)致大腦中多巴胺的水平升高,并增加進(jìn)食。相反,肌肉中Dpp含量較高的蒼蠅的腦中多巴胺含量較低,因此覓食的可能性較小。研究人員還發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)大腦中多巴胺的合成對(duì)于調(diào)節(jié)肌肉衍生的Dpp 的喂養(yǎng)至關(guān)重要。
Demontis說:“ Dpp的作用比任何人想象的都要多。除了進(jìn)食行為外,內(nèi)分泌Dpp信號(hào)還可能調(diào)節(jié)許多其他組織和系統(tǒng)功能,包括涉及多巴胺能神經(jīng)元的疾病過程。” “而且由于Dpp在人體內(nèi)具有可比的蛋白質(zhì),因此它可能與高等生物的攝食行為和代謝性疾病有關(guān)。”
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