Cell子刊解析分泌素受体调节饮水新机制,为解决水矿物质失衡症状提供新思路

【字体: 时间:2023年02月16日 来源:Current Biology

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  香港大学(港大)生物科学学院(SBS)的研究团队与暨南大学和香港中文大学(中大)合作,采用投影特异性基因缺失方法,首次展示了神经机制,揭示了SCT受体(SCTR)在调节口渴时的饮酒行为中的重要作用。本研究不仅拓展了SCT的功能边界,而且对肠-脑轴在维持体液稳态中的调节提出了新的见解,为解决水矿物质失衡症状(如疲劳、头痛、心律失常、恶心、呕吐等)提供了新的思路。他们的研究结果发表在顶级期刊《当代生物学》上。

  
   

Secretin    

图像:在渗透性口渴和低容量口渴时,分泌素参与穹窿下器官兴奋性神经元的激活。    


当动物感到口渴时,会本能地寻找并消耗水分,以恢复体液渗透压和血浆容量到它们的设定值。口渴的感觉受到穹窿下器官(SFO)的强烈影响,这是一种前脑结构,它整合了诸如渗透压和钠含量等循环信号来刺激口渴。而分泌素(SCT),一种经典的胃肠激素,已被认为是调节体液稳态的体液因子。众所周知,喝水的日常行为实际上是由中枢神经系统中复杂的SCT神经机制控制的,但信号是如何参与这一过程的尚不清楚。

最近,香港大学(港大)生物科学学院(SBS)的一个研究团队与暨南大学和香港中文大学(中大)合作,采用投影特异性基因缺失方法,首次展示了神经机制,揭示了SCT受体(SCTR)在调节口渴下的饮酒行为中的重要作用。本研究不仅拓展了SCT的功能边界,而且对肠-脑轴在维持体液稳态中的调节提出了新的见解,为解决水矿物质失衡症状(如疲劳、头痛、心律失常、恶心、呕吐等)提供了新的思路。他们的研究结果已发表在顶级期刊上当代生物学

位于哺乳动物前脑的SFO是调节体内水分平衡的关键部位,而SFO神经元则准备好接收有关血浆渗透压、血压和激素的信号,这些信号整合这些信息来调节口渴。SFO中的兴奋性神经元在脱水条件下被强烈激活,即使在水合条件下,这种神经元的激活也可以促进贪婪的水摄入。之前的研究主要集中在剖析口渴背后的神经回路,但肽信号在这一过程中是如何参与的仍然需要更好地理解。

SCT最近被确定为调节体液稳态的关键因素。中枢和外周给药的SCT触发了啮齿动物的饮水。值得注意的是,SCTR也在SFO中表达,并由SCT从血液循环中激活,这表明它们可能直接参与SFO主导的体液平衡。

为了更好地了解SCTR调节口渴的神经基础,由香港大学SBS的Billy CHOW教授、暨南大学的ZHANG博士和香港中文大学的YUNG Wingho教授领导的研究小组共同证明,SCTR在SFO中的缺失显著减少脱水小鼠的水分摄入量。

研究小组使用电生理学和纤维光度法来显示SCT-SCTR轴参与者在脱水状态下SFO兴奋性神经元的激活。此外,他们采用投影特异性基因缺失方法证明SCTR参与SFO到中位视前核(MnPO)神经元通路来调节口渴。

总之,本研究揭示了SCTR在口渴状态下调节饮酒行为的重要作用。SCTR可能通过调节SFO兴奋性神经元的膜电流变化,介导SFO对MnPO通路的神经兴奋性来维持口渴后的正常饮水行为。本研究为了解胃肠道肽在人体体液稳态调节中的作用提供了新的视角。

“发现SCT在中枢神经系统中的作用是令人兴奋的,但这只是一个开始,我们的研究正在逐渐扩大SCT在大脑中的作用,我们将继续追踪大脑中SCT信号的踪迹,以描述更清晰的神经机制。

文章标题

Secretin receptor deletion in the subfornical organ attenuates the activation of excitatory neurons under dehydration


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