近日，《細(xì)胞—代謝》在線發(fā)表了中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心(神經(jīng)科學(xué)研究所)與上海腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心合作的最新成果。該成果揭示了恒溫動(dòng)物的體溫穩(wěn)定機(jī)制。

該研究通過(guò)全腦系統(tǒng)性篩選，發(fā)現(xiàn)下丘腦(dmVMHPdyn)陽(yáng)性神經(jīng)元對(duì)環(huán)境低溫表現(xiàn)出高度特異性反應(yīng);調(diào)控該核團(tuán)或其下游連接腦區(qū)，即可控制體溫變化。同時(shí)，該研究發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元也參與了由社交行為引起的體溫變化調(diào)控，提示體溫調(diào)控和社交行為間可能存在共同的調(diào)控機(jī)制。

神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控是恒溫動(dòng)物維持體溫穩(wěn)態(tài)的重要一環(huán)，然而目前體溫穩(wěn)態(tài)神經(jīng)調(diào)控的環(huán)路基礎(chǔ)尚不明確。為系統(tǒng)篩查大腦在外界溫度變化時(shí)的活動(dòng)情況，并找到對(duì)冷環(huán)境刺激響應(yīng)的腦區(qū)，研究者對(duì)頭部固定的小鼠進(jìn)行溫度刺激，并同步進(jìn)行功能核磁共振掃描，發(fā)現(xiàn)VMH腦區(qū)對(duì)冷刺激有所響應(yīng)。研究者又通過(guò)分析單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)和原位雜交，發(fā)現(xiàn)VMH腦區(qū)有一群表達(dá)Pdyn的神經(jīng)元在冷環(huán)境下被激活，可能是特異的冷感受神經(jīng)元。這群神經(jīng)元在冷熱刺激時(shí)的鈣信號(hào)變化，也驗(yàn)證了VMHPdyn的神經(jīng)元是特異性感受冷刺激的神經(jīng)元亞群，并且其活動(dòng)會(huì)被熱刺激所抑制。

為研究VMHPdyn神經(jīng)元所參與的體溫調(diào)節(jié)環(huán)路，研究者通過(guò)狂犬病病毒介導(dǎo)的逆行跨單級(jí)示蹤，發(fā)現(xiàn)其可以接收來(lái)自全腦的廣泛投射，暗示著這種神經(jīng)元可能在多種感覺(jué)及認(rèn)知刺激的誘導(dǎo)下發(fā)揮體溫調(diào)節(jié)作用。此前，研究者記錄了這群神經(jīng)元在社交行為過(guò)程中的鈣活動(dòng)和同步的小鼠體溫變化，發(fā)現(xiàn)小鼠在發(fā)生社交行為時(shí)，神經(jīng)元活動(dòng)增強(qiáng)且體溫上升。

“利用光遺傳技術(shù)抑制VMHPdyn神經(jīng)元，小鼠的社交行為會(huì)減少，伴隨的體溫上升也會(huì)消失，說(shuō)明這群神經(jīng)元具有調(diào)節(jié)體溫和影響社交行為的雙重功能。”上海腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心研究員張哲說(shuō)，“該研究填補(bǔ)了體溫調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路中冷感受神經(jīng)元的缺失，還發(fā)現(xiàn)下丘腦調(diào)控體溫穩(wěn)態(tài)和控制社交行為的兩種功能之間存在相互作用，將生理穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)與行為功能聯(lián)系起來(lái)，為深入理解恒溫動(dòng)物體溫穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和能量代謝神經(jīng)環(huán)路作出貢獻(xiàn)。”(張雙虎 黃辛)

關(guān)鍵詞： 恒溫動(dòng)物體溫穩(wěn)定機(jī)制 恒溫動(dòng)物 體溫穩(wěn)定機(jī)制 陽(yáng)性神經(jīng)元