大脑中的免疫细胞可能导致体重增加

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新的研究表明,小胶质细胞是脑部驻留免疫细胞,可能为肥胖症治疗提供新的靶点。在小鼠中,科学家发现富含脂肪的饮食会导致小胶质细胞引发暴饮暴食和体重增加。

一项新研究的结果表明,大脑中称为小胶质细胞的免疫细胞可能成为肥胖的治疗目标。

由加州大学旧金山分校(UCSF)和西雅图华盛顿大学医学中心领导的一篇关于这项工作的论文发表在“细胞代谢”杂志上。

研究人员认为,这一发现可能会导致新的肥胖症药物避免与目前批准用于临床的那些相关的许多副作用。

共同资深作者,加州大学旧金山分校糖尿病中心医学助理教授Suneil Koliwad表示,他们的研究结果表明,小胶质细胞可能是一种未开发且完全新颖的瞄准大脑的方式,以便有可能减轻肥胖及其对健康的影响。
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小胶质细胞占脑和脊髓细胞的10%至15%。它们与神经元不同,神经元是使用电信号和化学信号相互通信的脑细胞。

小胶质细胞是在脑部感染和炎症中起重要作用的免疫细胞。

科学家们开始发现这些细胞非常活跃,即使在健康的大脑中也是如此。它们不断运动,进行监视并引发广泛的反应。

高脂肪饮食增加小胶质细胞

据了解,小胶质细胞在正常情况下也会影响大脑回路活动。例如,在大脑发育过程中,它们有助于形成对行为和疾病反应很重要的大脑回路。在成熟的大脑中,它们可以影响神经元的活动。

众所周知,下丘脑中枢的一组神经元有助于调节我们吃的食物量和我们使用的能量。

在正常情况下,这部分大脑试图平衡我们的能量需求与我们从食物中摄取的卡路里量,并保持我们的体重健康。然而,研究人员发现,食用富含脂肪的食物会扰乱这种平衡过程。

之前的研究表明,喂食富含脂肪的饮食的老鼠比吃低脂肪饮食的同等小鼠吃得更多,燃烧更少的卡路里,并且体重更重。富含脂肪的饮食也会增加小鼠下丘脑中小胶质细胞和炎症的数量。

Koliwad教授及其同事希望了解小胶质细胞的增加是否导致暴饮暴食和体重增加,或者体重增加是否会增加小胶质细胞的数量。

小胶质细胞诱导的炎症

研究人员进行了一项实验,他们将两组小鼠放在快餐,富含脂肪的饮食中,持续4周。与此同时,一组小鼠用一种药物治疗,这种药物可减少下丘脑中枢神经胶质细胞,而另一组则没有。

结果显示,与喂食相同脂肪饮食的未治疗组相比,用小胶质细胞减少药物治疗的小鼠食物减少了15%,体重减轻了20%。

这表明小胶质细胞增加导致暴饮暴食和体重增加。然而,目前尚不清楚这是否是由于小胶质细胞引发炎症。因此,研究人员进行了进一步的实验以找出答案。

他们对小鼠进行基因工程改造,使其小胶质细胞无法引发免疫反应。当喂食脂肪饮食时,这些小鼠比正常小鼠吃的食物减少了15%,体重减轻了40%。这表明小胶质细胞能够引发导致它的炎症。

研究人员在另一组经过基因工程改造的老鼠身上证实了这一点,以便他们的小胶质细胞能够响应一种药物而引发炎症反应。

他们发现,即使给这些老鼠喂食健康的低脂饮食,给他们药物也会触发他们的小胶质细胞诱导下丘脑炎症。这导致经过治疗的小鼠在相同的饮食中多吃33%的食物,减少12%的能量,并且比未经治疗的小鼠体重增加4倍。

类似的药物已经在人体试验中

作者指出,目前正在接受人体试验治疗白血病,其他癌症和关节炎的药物的作用方式与他们用于减少小鼠小胶质细胞的药物相同。他们正兴趣地观察药物是否会导致试验中的患者减肥。

研究小组还发现,当老鼠喂食富含脂肪的饮食时,他们的小胶质细胞从血液中募集了额外的免疫细胞。

这些血源性免疫细胞不仅加入了下丘脑的表亲,而且它们也经历了变化,使它们以类似的方式起作用,增加了它们的炎症反应以及它们对能量平衡的影响。

研究人员表示,这表明可能有不止一种方法影响小胶质细胞以防止体重增加:通过大脑中的一个目标和血液中的另一个目标。

最近的成像研究表明,与瘦弱的人相比,肥胖的人更容易在其下丘脑中增加胶质细胞数量小胶质细胞所属的类别。胶质细胞的局部增加,称为神经胶质增生,常见于脑外伤,脑部感染,脑癌和神经退行性疾病。

古老的生存优势

为了说明胶质细胞和小胶质细胞可能以这种方式表现的原因,Koliwad教授说答案可能在于进化。也许这种反应是一种古老的生存机制,在富含能量的食物稀缺的时代是有效的,确保人们通过增加食欲储存更多的储备。

“从这种进化的角度来看,小胶质细胞对膳食脂肪的反应是有道理的。脂肪是古代人类有机会消耗的最密集的卡路里形式,“”他解释道。

但是在今天的现代世界中,高脂肪食物不断供应,古老的生存优势已经成为一种可以伤害而不是保护生命的劣势。

现代人更容易过度食用高脂肪食物,而不是偶尔过度食用。这导致小胶质细胞触发持续开启,导致食欲增加和增加高脂肪食物摄入的恶性循环。

该团队现在计划更详细地研究食用富含脂肪的食物激活小胶质细胞的机制。

“”从这些实验中,我们可以自信地说,小胶质细胞的炎症激活不仅是高脂肪饮食诱导肥胖的必要条件,而且还足以驱使下丘脑改变其对能量平衡的调节,导致过量体重增加。“”

共同资深作者,华盛顿大学医学中心的Joshua Thaler教授

了解小胶质细胞如何解释男性和女性对疼痛缓解的不同反应。“


 

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