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    Neuron:北生所占成研究组揭示应激高血糖的神经环路机制

    摘要 : 2017年6月15日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Neuron》杂志在线发表了北京生命科学研究所影像中心占成研究组的一篇研究论文

    亚美娱乐app www.yynm360.com 2017年6月15日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Neuron》杂志在线发表了北京生命科学研究所影像中心占成研究组的一篇研究论文,论文题为“A Central Catecholaminergic Circuit Controls Blood Glucose Levels during Stress”。研究发现大脑腹外侧延髓(Ventral lateral medulla,VLM)的儿茶酚胺能神经元在调控应激高血糖中发挥核心作用,并解析了其如何通过相应的上下游环路,即下丘脑室旁核(Hypothalamic paraventricular nucleus,PVN)-VLM-脊髓(Spinal cord),调控血糖水平的。北京生命科学研究所技术员赵哲、王亮和高文玲为论文共同第一作者,占成是该文的通讯作者。

    葡萄糖是动物的主要能量来源。当面临重大威胁时,动物身体处于紧张状态,动员葡萄糖储存而导致血糖水平的快速升高。此过程被称为应激高血糖(stress-induced hyperglycemia),是一种动物受到威胁时的基本适应性反应。此前,该过程的神经环路机理并不清楚。

    研究中,作者首先应用约束(restraint),足底电击和注射脂多糖(Lipopolysaccharides)等方法诱导小鼠血糖升高,建立应激高血糖模型。随后研究了大脑中蓝斑核,孤束核和VLM等多个核团在应激高血糖中的作用,发现特异的损毁VLM儿茶酚胺能神经元可以阻止应激高血糖的发生,而特异的激活VLM儿茶酚胺能神经元则快速增加血糖水平。进一步的研究还发现,VLM儿茶酚胺能神经元是通过投射到脊髓的下行通路,影响肾上腺激素的释放,促进肝糖原分解来提高血糖水平。作者通过全脑跨突出示踪还发现VLM儿茶酚胺能神经元接受来自多个应激相关脑区的信号输入,例如下丘脑PVN向VLM提供兴奋性输入,并引发高血糖症状。

    该文清楚地揭示了VLM 儿茶酚胺能神经元在应激高血糖中的重要作用,以及调控血糖水平的PVN-VLM-Spinal cord 神经环路机制。以往的研究多集中在静息血糖的调控中,对中枢神经系统如何调控应激血糖相对较少,此项研究对于理解大脑如何控制能量代谢,尤其是在应激条件下的血糖调控有着重要贡献。

    原文链接:

    A Central Catecholaminergic Circuit Controls Blood Glucose Levels during Stress

    原文摘要:

    Stress-induced hyperglycemia is a fundamental adaptive response that mobilizes energy stores in response to threats. Here, our examination of the contributions of the central catecholaminergic (CA) neuronal system to this adaptive response revealed that CA neurons in the ventrolateral medulla (VLM) control stress-induced hyperglycemia. Ablation of VLM CA neurons abolished the hyperglycemic response to both physical and psychological stress, wheras chemogenetic activation of these neurons was sufficient to induce hyperglycemia. We further found that CA neurons in the rostral VLM, but not those in the caudal VLM, cause hyperglycemia via descending projections to the spinal cord. Monosynaptic tracing experiments showed that VLM CA neurons receive direct inputs from multiple stress-responsive brain areas. Optogenetic studies identified an excitatory PVN-VLM circuit that induces hyperglycemia. This study establishes the central role of VLM CA neurons in stress-induced hyperglycemia and substantially expands our understanding of the central mechanism that controls glucose metabolism.

    来源: Neuron 浏览次数:0

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