研究人员确定独特的glucose-sensing神经元,调节血糖

低血糖,低血糖,可危及生命的情况下,特别是对于1型糖尿病患者谁依靠强化胰岛素治疗来防止血糖过高。解决这个问题可能来自一个更好的理解的基本机制保持血糖平衡。

贝勒医学院和其他机构,永许博士领导的研究人员pediatrics-nutrition副教授和分子ob体育开户网址细胞生物学贝勒,鉴定出了一组独特的葡萄糖敏感技术神经元在大脑中以及他们如何共同努力,可以防止老鼠体内的严重低血糖。他们的研究结果发表在《华尔街日报》自然通讯。

“Glucose-sensing神经元波动感血糖水平和响应迅速减少或增加放电活动。这种反应会引发行为增加血糖水平的变化。例如,动物会吃,”徐说。“Glucose-sensing神经元也能影响胰高血糖素等激素的生产可以直接调节葡萄糖生产和吸收的外围组织。这是一个反馈系统,使血糖的平衡。”

Glucose-sensing神经元中发现一些大脑区域。许和他的同事关注神经元位于一个小区域称为腹内侧下丘脑核腹外侧细分(vlVMH)。这个地区的许多神经元表达雌激素receptor-alpha和应对血液中的血糖波动,但在葡萄糖代谢功能没有专门调查。

一个独特的人口的神经元

研究人员发现,vlVMH核的小鼠大脑中的神经元独特的特点。

首先,徐和他的同事们感到惊讶,而在其他VMH细分glucose-sensing大约一半的神经元,在腹外侧细分雌激素receptor-alpha glucose-sensing神经元。“就这一事实使这组神经元非常独特的,”徐说。

他们还发现,尽管在这一领域的所有神经元葡萄糖,他们不以同样的方式回应血糖水平的变化。大约一半的神经元“glucose-excited”——他们的发射活动增加时高葡萄糖水平和减少当血糖水平较低。相比之下,其他一半的神经元glucose-inhibited-they减少发射时血糖高,增加葡萄糖的时候低。

“我们想知道为什么这些神经元的反应相反的方法相同的葡萄糖的挑战,”徐说。

研究人员结合遗传分析、药理、电生理和CRISPR基因编辑方法来调查这个问题。他们调查了离子通道每种类型的神经元glucose-sensing用来应对血糖水平。离子通道生成大分子在神经元的细胞膜。渠道控制的交通ions-electrically带电原子或分子的神经细胞,这一过程对调节神经元活动活动是至关重要的。

研究人员发现,glucose-excited神经元使用敏感离子通道,但glucose-inhibited使用不同的神经元离子通道称为Ano4。“敏感离子通道是众所周知的在我们的领域,但在葡萄糖传感Ano4离子通道的作用从未被报告过。我们已经确定了一个新的glucose-inhibited神经元离子通道是重要的。”

协调效应调节血糖

此外,许和他的同事发现了所涉及的神经电路当glucose-excited和glucose-inhibited神经元响应低的血糖水平。他们发现电路different-glucose-excited神经元项目神经元连接一个大脑区域,不同于达成的一个glucose-inhibited神经元。

利用光遗传学,基因改造和激活特定的组合神经元电路小鼠的研究人员发现,当glucose-inhibited神经元对血糖水平低,他们激活特定的电路,其结果是增加血糖。另一方面,当glucose-excited神经元对血糖低,他们抑制不同的电路,但结果也增加血糖水平。

“当老鼠低血糖,这两个电路在相反的监管manner-one很兴奋而另inhibited-but结果是相同的,使血糖正常水平,”徐说。“这形成一个完美的反馈系统来调节血血糖水平。"

有趣的是,这一重要群体的所有神经元表达雌激素receptor-alpha,知名中介的卵巢激素,雌激素。在未来,许和他的同事想要调查是否雌激素在glucose-sensing过程中所起的作用和是否有性别差异在葡萄糖平衡这些神经元的功能。

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