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《細胞》子刊:高脂飲食三天就能洗腦!

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【港珠澳大桥】

其實有很多研究已經證明了中樞神經在能量和糖代謝中的重要作用♂,它會響應循環內的各種信號一一做出回應♀∴π,比如瘦素、胰島素等激素☆↑,又比如葡萄糖和脂肪酸等營養物質[2]π▽。

另外?,有趣的是◇□,在運動能力、瘦體重等更細一步的指標上π,雄性小鼠和雌性小鼠表現出了明顯的差異⌒⊙。這可能是因為性別帶來的激素水平差異導致的吧?☆﹡。

根據細胞起源◇☆,膠質細胞一般可以被分為大膠質細胞、星形膠質細胞、少突膠質細胞和小膠質細胞♂♂,目前我們一般認為小膠質細胞就相當於中樞神經系統里的巨噬細胞□□﹡,主要發揮免疫作用♀π♂。

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其實到這裏為止事情還是挺平常的♂∴。高脂飲食誘導炎症♂▽,有炎症所以小膠質細胞出動π♂,要工作所以線粒體加班∟﹡∟,不用細想都覺得正常∵⊙☆。

被激活的小膠質細胞中⊙,有一種蛋白UCP2表達水平非常高π∴△。UCP2是一種線粒體蛋白∴⊿﹡,是線粒體功能的重要組成部分↑▽⊙。

小膠質細胞本身是非常「活躍」的細胞⊙∵。這個活躍就是字面意思♀∟,它們能夠迅速改變形狀∵,向受損傷部位遷移△,並開啟吞噬功能?☆。這幾個過程都需要不少能量◇,所以線粒體代謝改變也算是常規操作[6]⊙♂。

但是這個認知卻被今天這項研究給狠狠刷新了一下♀?。具體怎麼回事兒▽⌒∴,咱們先從「胖」說起↑π△。圖源 | pixabay此前就有科學家發現⊙∴,吃多變胖這回事兒△◇♀,是先從腦子開始的♀△。在飲食誘導肥胖這個過程中♂∟♀,高脂/高碳水飲食開始3天後π∵,就發現了下丘腦炎症和膠質增生⊿∵,而此時□?↑,實驗動物的體重甚至還沒來得及增加[5]△π﹡。同時∴┊?,下丘腦中的小膠質細胞也被激活了∵〇。

在整個兒中樞神經系統中呢π□π,下丘腦又顯得尤為突出◇↑⊿,是控制新陳代謝的指令中心◇△。科學家們已經在下丘腦中鑒定到了幾個特別的神經元群◇,認為他們是外周代謝的重要傳感器和調節因子[3]↑∴☆。

[2] Sandoval⊿﹡◇, D.A┊⊿。↑♂∵, Obici?▽, S↑♂☆。∴, and Seeley┊♂↑, R.J∵□∟。 (2009)﹡。 Targeting the CNS to treat type 2 diabetes♂⊙。 Nat⊙∟。 Rev⌒↑□。 Drug Discov▽。 8⌒◇☆, 386–398﹡⌒⊿。

當檢測下丘腦中小膠質細胞的線粒體變化⊿〇,有趣的事情發生了▽〇♀。3天高脂飲食使小膠質細胞中的線粒體變得更小了┊↑﹡,但是同時數量卻變多了;另外三組呢∴,可以認為沒變化☆┊⊙,基本差不多♂∵∵。與這些變化一致的是♀┊↑,只有3天組UCP2表達水平顯著升高了◇▽。

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求小膠質細胞跟上時代π∵,不要再搞怪了♀。參考資料:[1]https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(19)30439-5

敲除UCP2之後線粒體基本無變化更棒的是□∵□,敲除了UCP2之後♂⊿,小鼠好似對高脂飲食產生了「抗性」△﹡,它們吃得更少、每天消耗的能量更多♂⌒,自然體重也增長得更慢了π。除此之外⊿,小鼠的糖耐量和胰島素敏感性也有所改善∟,這是與代謝表型整體好轉有關的∴┊⌒。

[3] Horvath∴▽⊙, T.L〇⊿。△〇♂, Diano↑∴◇, S♂□♂。〇◇, and Tscho¨ p♀♂, M⌒◇〇。 (2004)♀△。 Brain circuits regulating energy homeostasis⊿⌒⌒。 Neuroscientist 10?π〇, 235–246♂。

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來源:奇點網就在剛剛∟⊙,我突然湧上了一股吃炸雞的衝動□〇。這使我掏出手機開始瀏覽外賣平台?□π,並且心裏暗暗打算等會兒要去超市買瓶啤酒配上∵。

小鼠體重增長?π,胖/瘦體重┊↑,能量消耗那麼為什麼搞定了UCP2♂⊿⊙,高脂飲食就不能作妖了呢↑﹡∵?嘖嘖嘖⊿﹡□,小膠質細胞這個濃眉大眼的好同志∴,竟然在這裏坑了我們一把∴﹡◇。高脂飲食之後┊∟∵,被激活的小膠質細胞居然會激活POMC神經元☆⊿□。這個POMC神經元♂♀▽,簡單說來就是管理我們想吃什麼想吃多少的神經元[4]﹡┊,所以說♂□⌒,是小膠質細胞讓我們吃了高脂飲食還想吃(吃成一個小胖子)∴☆▽。

[5] Thalerπ∵◇, J.P┊┊∴。⊿◇, Yiπ♂♀, C.X⌒⊙。♂♂, Schur▽, E.A∴〇。↑∟△, Guyenet⊿, S.J∵。⌒♀π, Hwang∴, B.Hπ△∵。π, Dietrich⌒, M.O┊∟。⊿∵, Zhao∴▽, X▽∴。♀◇□, Sarruf⌒♀, D.A∵。◇◇♀, Izgur▽♂△, V☆。☆, Maravilla△↑, K.R☆。π, et al⊙⊙∟。 (2012)⌒⊙∟。 Obesity is associated with hypothalamic injury in rodents and humans∵。 J♂⌒∟。 Clin┊∟。 Invest♂。 122□∟⊙, 153–162⌒。

本文作者 | 代丝雨声明:新浪网独家稿件▽,未经授权禁止转载↑〇。 -->

[6] Rose♀﹡∵, J△。π, Brian☆, C◇∟♂。⊿﹡, Woods◇, J♀♂。♂, Pappa┊, Aπ┊♂。♂﹡♂, Panayiotidis∟⊿, M.I♀?♂。▽π⊿, Powers⊙⊙⊿, R⌒。ππ⌒, and Franco⌒♂□, R⊙π。 (2017)↑。 Mitochondrial dysfunction in glial cells: implications for neuronal homeostasis and survival↑。 Toxicology 391♂, 109–115┊。

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那麼接下來就來看看今天這項研究的發現吧┊⊙⌒。圖源 | pixabay第一步當然是先給小鼠的菜單安排上⊙。對照組小鼠吃的是標準鼠糧(SD)?,三個實驗組的高脂飲食(HFD)則分別進行了3天、7天和8周◇▽⌒。

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[4] Horvath∴⌒, T.L☆∴♂。?⌒, Sarman∟, B∴ππ。☆♂, Garcı´a-Ca´ ceres□♂⊙, C⊿∟。☆, Enriori▽, P.J⊿☆▽。∴♂, Sotonyi♂∵π, P⌒π。┊∵, Shanabrough∟△, M▽↑。◇, Borok﹡, E□π□。△π∟, Argente﹡, J♂♀。♂↑↑, Chowen┊, J.A☆〇□。⌒⌒, Perez-Tilve⊙, D◇┊。∵◇, et al▽〇。 (2010)∴。 Synaptic input organization of the melanocortin system predicts diet-induced hypothalamic reactive gliosis and obesity?∵。 Proc⊙◇。 Natl.Acad⌒▽⌒。 Sci♂⊙┊。 USA 107π, 14875–14880⊙〇∵。

結果真的很有說法當研究者敲除小鼠的UCP2基因〇↑,高脂飲食就不再能影響到大腦了?▽,3天後小鼠下丘腦膠質細胞中的線粒體並沒有什麼變化□。

不過比較關注神經科學的讀者一定知道♂△,大腦中神經元只佔一半兒□,另一半的神經膠質細胞們近年也逐漸取得了科學家的重視⊙♂,它們在體重平衡和肥胖中也有自己的角色[4]?♂∵。

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可見3天組線粒體數量增加研究者還另外測定了一些炎性細胞因子的水平♀▽▽,結果也很有趣⊿⌒。在3天和7天組中細胞因子水平都比較高□,但是8周組反而回落了□。詳細的數值可以看下圖〇♂?。

令人驚訝的是⊙◇,大腦變化的直接操盤手◇π,竟然是我們頗為熟知的小膠質細胞⌒π♂。要知道小膠質細胞主管的是免疫功能∟∴⊿,參与代謝調控?,這手可伸得有點兒長∵♂。

然後我又撇了一眼剛看完的這篇論文↑,戳手機的指頭有那麼一絲絲顫抖∟。近期⊿⊿⊿,《細胞代謝》雜誌發表了一項來自耶魯大學科學家的研究[1]⌒□。研究者們發現┊⌒,高脂飲食會誘導大腦的變化?▽♂,刺激下丘腦產生炎症◇,並誘導機體攝入更多的熱量☆♂,最終導致體重增加♀∟〇。這種變化來得很快〇♂,三天高脂飲食之後就會出現∴〇♂,甚至發生在身體變胖之前?⊙▽。

但在缺失UCP2的情況下△♂?,這種機制就被阻斷了⊙⌒。So▽〇♀,小膠質細胞不光是執行免疫功能∟△⊿,還配合飲食幫我們變胖啊~從進化的角度來看π⊙,這在當年物質還比較匱乏的時候應該是個蠻有用的機制∟▽〇。有吃的的時候就多吃點兒~長胖點兒~不過現在我們已經不差吃的了〇∟□,或者說是吃得已經太多了♂。

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