Cell：有助于减肥的疼痛开关

　　

生物通报道：根据美国霍华德休斯医学研究所Janelia Research Campus的一项最新研究表明，一个因其参与疼痛知觉而广为人知的分子，对于调节体重也起着重要的作用。这个分子称为Nav1.7，可使一些神经元能够随着时间的推移而有效地整合所收到的信息。当调节体重的神经元失去这种能力时，小鼠就变得超重或体重过轻。

这项研究的负责人Scott Sternson说，Nav1.7使细胞能够记住它们已经收到的信息，这样它们就可以将其与后来收到的信息进行整合。这对于调节食欲非常的重要，这个过程展现在几分钟到几小时的时间。Sternson和他的同事在6月16日出版的《Cell》杂志上报道称，Nav1.7使细胞“能够近乎完美地整合所收到的信息”。

大脑中管理身体能源需求的电路，需要整合多个来源的信息。Sternson及其同事研究的调节体重的神经元，部分是由它们从激素收到的信号所控制，如胃促生长素和消瘦素。Sternson说：“这些神经元有一种奇异的特性，能够在很长的时间尺度内整合它们的输入信号。”而大多数神经元必须集成多个同时到达的信号，调节食欲的神经元必须在大约半秒的时间内，记住和整合它们接收到的信号，只有足够的信号发射到时才会放电。这比大多数神经元整合输入信号的时间要长10倍多。随着时间的推移，这些神经元可有效地跟踪它们的输入信号，这种能力与我们身体记录热量摄入和输出的倾向有关。

Sternson和神经科学家Tiago Branco合作，想了解某些细胞如何在长时间内集成信息。为了寻找线索，他们用AGRP神经细胞进行了实验，这些细胞位于大脑的下丘脑，这部分脑区可产生信号驱使动物进食。Sternson和Branco发现，如果他们用化学方法切断某些调节钠离子进入细胞的膜通道时，AGRP神经元就不能整合输入的信号。

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他们的注意力集中在钠离子通道，他们意识到，这样一个通道——Nav1.7，在AGRP细胞中是很普遍的，即使之前从未被报道它出现在大脑的这一部分。这个通道对于疼痛的感知至关重要，但是Sternson和他的团队发现，它在下丘脑中是很普遍的，不仅在AGRP神经元中，而且也在许多与激素调控过程相关的细胞类型中，包括其他调节体重的神经元。

当科学家们在几个这样的细胞中阻断Nav1.7通道时，神经元对传入信号的整合能力，大大受损。它们发送信号的能力并未受影响——细胞内其它的钠离子通道可使神经元放电。

在小鼠中，去除特异性的调节体重的神经元中的Nav1.7，会对动物的体重产生影响。尽管它们进食同样的食物，但是，AGRP神经元缺乏Nav1.7的小鼠，要比正常小鼠轻约10%，而在抑制食欲的POMC神经元中缺乏Nav1.7的小鼠，则要重约10%。让他们惊讶的是，在另一个称为PVH神经元中，由于Nav1.7的缺失，使得小鼠体重在一个月内增加了近两倍。因为没有Nav1.7通道的神经元仍然还能发送信号，所以科学家们认为，体重改变是由于细胞无法整合传入的信息。

这还需要进一步的研究，来确定在人类中Nav1.7通道对体重是否有相同的影响。Sternson说，如果是这样，研究人员在探索阻断Nav1.7以缓解疼痛的可能性时，记住它的作用将是非常重要的。开发潜在疼痛疗法的研究人员，可能希望避免阻断大脑中的Nav1.7通道，而是在整个身体的感觉神经元中靶定这个通道。然而，靶定大脑中特定的Nav1.7通道，可能有益处。Sternson说，减少调整饥饿的神经元对传入信息的整合能力，可能是帮助减肥的一种方法。

Nav1.7通道与疼痛知觉的关系，科学家们已经进行了研究。2014年5月，来自杜克大学的研究人员在小鼠研究中发现了一种可同时阻断疼痛和瘙痒感觉的抗体。这种新型抗体是通过靶向神经元细胞膜中的电压门控钠离子通道（voltage-sensitive sodium channel）来发挥作用。研究结果在线发表在《细胞》（Cell）杂志上。相关阅读：《Cell》发现“一箭双雕”的新型抗体。

2015年4月，一组研究人员通过深入探索，找到了一种能抑制疼痛和瘙痒感觉的特殊神经元类型，如果在小鼠脊髓中抑制这种细胞，就能阻挡痛痒感觉传递到大脑中。相关阅读：Neuron：不痛不痒的神经元。

研究人员在2006年发现，钠通道Nav1.7在疼痛信号路径中尤为关键，那些天生不能感知疼痛的人，他们的Nav1.7通道失效。但开发的阻断Nav1.7药物，止痛效果令人失望。2015年12月，伦敦大学的研究人员将同一窝小鼠分成转基因组和对照组，让转基因小鼠携带了无痛觉人的变异基因。实验显示，在转基因鼠的神经系统中，其自身产生的阿片浓度是对照组的两倍左右，从而找到了无痛秘方。相关阅读：研究人员揭示“无痛”的秘密。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Near-Perfect Synaptic Integration by Nav1.7 in Hypothalamic Neurons Regulates Body Weight
Summary: Neurons are well suited for computations on millisecond timescales, but some neuronal circuits set behavioral states over long time periods, such as those involved in energy homeostasis. We found that multiple types of hypothalamic neurons, including those that oppositely regulate body weight, are specialized as near-perfect synaptic integrators that summate inputs over extended timescales. Excitatory postsynaptic potentials (EPSPs) are greatly prolonged, outlasting the neuronal membrane time-constant up to 10-fold. This is due to the voltage-gated sodium channel Nav1.7 (Scn9a), previously associated with pain-sensation but not synaptic integration. Scn9a deletion in AGRP, POMC, or paraventricular hypothalamic neurons reduced EPSP duration, synaptic integration, and altered body weight in mice. In vivo whole-cell recordings in the hypothalamus confirmed near-perfect synaptic integration. These experiments show that integration of synaptic inputs over time by Nav1.7 is critical for body weight regulation and reveal a mechanism for synaptic control of circuits regulating long term homeostatic functions.