Nature子刊：下丘脑新生神经元惹的祸

　　

生物通报道：Johns Hopkins大学科学家的研究提出，大脑特定区域产生的新神经细胞会对人的食量及相应增重产生相当大的影响，该研究发表在Nature Neuroscience杂志五月刊上。

成人大脑仍在生成新的神经细胞/神经元，这一观点在过去几十年已深入人心。之前研究人员认为这种神经发育过程只存在于两个大脑区域中：记忆相关的海马体和嗅觉相关的嗅球，该研究的领导者，Johns Hopkins大学医学院的神经学副教授Seth Blackshaw博士说。

近日，研究发现还存在着第三个区域，即下丘脑（与多种人体功能有关，如睡觉、体温、饥渴等）也产生新神经元。不过，这种神经发育的确切来源以及这些新生神经元的功能还是一个迷。

为了找到上述问题的答案，Blackshaw及其同事对小鼠模型进行研究。首先，研究人员检测下丘脑是否存在细胞生长水平高的特定部位，神经发育可能就发生在那里。他们为小鼠注射BrdU，BrdU能选择性的整合到细胞分裂时新复制的DNA中，并且便于检测。几天后，研究人员发现下丘脑的正中隆起处median eminence（ME）的BrdU水平很高。ME位于大脑充满流体的第三脑室底部。

进一步研究发现这些快速增殖的细胞是伸长细胞（Tanycytes，TAs），它们与神经发育初期的细胞存在许多共同特性，因此它们很可能产生新神经元。为了验证TAs产生新神经元而非其他细胞，Blackshaw及其同事培养了一种TAs中产荧光蛋白的小鼠系。他们发现，几个星期内神经元也同样发荧光，证实这些细胞的确来自TAs。

在明确了下丘脑神经发育之源后，研究人员开始进行新生神经元的功能研究。此前许多研究报道，与人类相似，摄入高脂肪含量的实验动物得肥胖症和代谢综合症的风险很高。Blackshaw的研究团队对该现象中下丘脑神经发育所发挥的作用进行了研究。

研究者在小鼠断乳后就给其喂以高脂肪含量的食物，并在不同时间点检测神经发育的情况。幼年时期，饮食中脂肪含量高的小鼠与正常饮食小鼠并没有什么不同。然而成年后，摄取高脂肪含量的小鼠其神经发育是普通饮食小鼠的4倍。

Blackshaw及其同事用精确的X射线束对摄入高脂肪含量小鼠的ME进行照射，杀死新生神经元。这些小鼠与同样饮食小鼠相比，其重量和体内脂肪含量都显著降低而且更活跃，说明这些新生神经元在调节重量、脂肪储存和能量消耗方面扮演着重要角色。

“人们通常认为大脑中产生新神经元是件好事，但这其实只是大脑调节行为的另一种方式，”Blackshaw解释道。他补充说，下丘脑神经发育可能是进化而来的一种有利于动物和我们祖先在古代生存的机制。野生动物遇到丰富的食物资源会尽可能的多进食，因为这样的资源在自然界中并不多。

野生动物在幼年遇到丰富的食物资源，并由此促进能使其摄取更多食物和能量的神经元生长，这是有利的。然而，由于实验室动物和发达国家的人可以不受限的接触丰富的食物，对于他们来说这样的神经发育并不一定有利，可能会引起脂肪储存过多和体重过重。

该研究的发现可能为日后通过抑制下丘脑神经发育来治疗肥胖症提供基础。

 

（生物通编辑：叶予）

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Tanycytes of the hypothalamic median eminence form a diet-responsive neurogenic niche.

Adult hypothalamic neurogenesis has recently been reported, but the cell of origin and the function of these newborn neurons are unknown. Using genetic fate mapping, we found that median eminence tanycytes generate newborn neurons. Blocking this neurogenesis altered the weight and metabolic activity of adult mice. These findings reveal a previously unreported neurogenic niche in the mammalian hypothalamus with important implications for metabolism.