生命學(xué)院張偉課題組發(fā)現(xiàn)機(jī)械力調(diào)節(jié)進(jìn)食新機(jī)制
2020年9月9日，清華大學(xué)生命學(xué)院、清華IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院張偉研究員課題組在《神經(jīng)元》（Neuron）雜志上在線發(fā)表題為“內(nèi)臟機(jī)械感受神經(jīng)元通過(guò)Piezo控制進(jìn)食”（ Visceral Mechano-sensing Neurons Control Drosophila Feeding by Using Piezo as a Sensor）的研究論文，報(bào)道了關(guān)于機(jī)械感受產(chǎn)生飽腹感的神經(jīng)機(jī)制的最新研究結(jié)果。
進(jìn)食是一種非常復(fù)雜而又受到精細(xì)調(diào)控的行為。消化道時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程，人體可以“感受”到消化道不同部位的機(jī)械信息，并對(duì)這些信息做出及時(shí)的反應(yīng)。例如，當(dāng)進(jìn)食到一定階段時(shí)，最先感受到由機(jī)械敏感神經(jīng)元帶來(lái)的飽脹感；而長(zhǎng)時(shí)間未進(jìn)食時(shí)，由于腸胃排空所激發(fā)的機(jī)械信息會(huì)帶來(lái)迅速的饑餓感。然而，這些感受背后的神經(jīng)機(jī)制尚不清楚。該研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械敏感離子通道基因piezo的突變（piezoKO）會(huì)顯著影響果蠅的進(jìn)食行為。與野生型相比，piezoKO果蠅會(huì)過(guò)量進(jìn)食或者飲水，部分果蠅甚至?xí)恢边M(jìn)食至嗉囊（功能與哺乳動(dòng)物的胃相似）被脹破。作者進(jìn)一步鑒定出大腦中一群表達(dá)piezo的神經(jīng)元，它們?cè)诠夃寄冶谏闲纬韶S富的樹突結(jié)構(gòu)，可以被嗉囊的脹大引起的張力激活，從而在進(jìn)食過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)嗉囊的體積變化；失活這些神經(jīng)元會(huì)導(dǎo)致進(jìn)度進(jìn)食，而激活它們可以抑制進(jìn)食。作者還發(fā)現(xiàn)，小鼠的Piezo1蛋白可以挽救果蠅piezo基因缺失導(dǎo)致的過(guò)量進(jìn)食表型，提示機(jī)械力調(diào)節(jié)進(jìn)食這一功能在進(jìn)化上可能是保守的。
圖1：研究總結(jié)示意圖
清華大學(xué)生命學(xué)院2016級(jí)博士生王萍萍為本文第一作者，生命學(xué)院2016級(jí)本科生（現(xiàn)為生命學(xué)院直博生）賈寅君為本工作做出了重要貢獻(xiàn)。張偉研究員和加州大學(xué)舊金山分校的Yuh-Nung Jan教授為本文共同通訊作者。該研究工作得到國(guó)家自然基金委、北京市科委、清華大學(xué)自主科研基金和清華-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院“Brain+X”種子基金的資助。張偉課題組受到清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心和清華大學(xué)IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.08.017
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