今年9月,上海交通大学附属瑞金医院王卫庆团队在Nature上发表研究成果:A brain-to-gut signal controls intestinal fat absorption(脑-肠轴控制肠道脂肪吸收)。
Q1:怎么发现肠道脂肪吸收由大脑调控这一科学问题的?
迷走神经是人体最长的脑神经之一,参与调节许多内脏器官的功能,如心脏、肺、胃肠道等。作为迷走神经一部分的迷走神经背核(DMV)是连接脑-肠轴的关键枢纽,DMV整合来自肠道的迷走神经传入信号,来调节胃肠道运动,增强消化。
肠道脂肪过量摄入是肥胖发生的重要原因,但DMV是否直接调节肠道脂肪吸收尚不清楚。
Q2:怎么证明大脑调控脂肪吸收?
前面提到DMV是连接脑-肠轴的关键枢纽,因此,他们通过化学遗传学技术使DMV神经元失活来观察DMV是否影响肠道脂肪吸收,发现抑制DMV可减少空肠脂肪吸收。
Q3:“大脑调控脂肪吸收”这一科学问题的临床转化价值在哪?
他们通过脑干切片电生理实验对影响DMV神经元活动的天然化合物进行筛选,发现葛根素(Puerarin)能够显著减少DMV神经元的动作电位频率,且葛根素给药能减少空肠脂肪吸收。
新的问题来了,葛根素是怎么减少空肠脂肪吸收的?
Q4:葛根素如何减少空肠脂肪吸收?
1、确定葛根素的靶标
为了找到葛根素的靶标,他们使用光亲和标记技术结合LC/MS,找到了GABRA1受体,GABRA1在DMV中大量表达,而在相邻的大脑区域中表达较少,GABRA1受体的激活会抑制神经元的兴奋性。
然后他们通过冷冻电镜确定了葛根素与GABRA1结合的具体分子结构。
为了证实葛根素是否通过DMV的GABRA1受体抑制脂肪吸收,他们构建出Gabra1 DMV条件性敲除鼠,发现Gabra1敲除可增加空肠脂肪吸收。
2、从空肠角度分析葛根素如何影响脂肪吸收
通过抑制DMV神经元活性和葛根素治疗可缩短空肠微绒毛长度、降低微绒毛基因表达,葛根素治疗+敲除Gabra1可减弱葛根素对微绒毛的影响。
最后得出结论:葛根素通过靶点Gabra1抑制DMV-迷走神经通路来缩短空肠微绒毛长度减少脂肪吸收。
这篇文章的解读就到这里啦,你知道该怎么做脑-肠轴了嘛?
脑-肠轴研究的关键在于找到联系脑-肠轴的纽带,这不局限于神经,神经的组成部分、输入传导结构也可以作为切入点,如迷走神经的迷走神经背核、孤束核和神经纤维等等。
推荐阅读: