生命學(xué)院張偉課題組發(fā)現(xiàn)機械力調(diào)節(jié)進食新機制
2020年9月9日，清華大學(xué)生命學(xué)院、清華IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院張偉研究員課題組在《神經(jīng)元》（Neuron）雜志上在線發(fā)表題為“內(nèi)臟機械感受神經(jīng)元通過Piezo控制進食”（ Visceral Mechano-sensing Neurons Control Drosophila Feeding by Using Piezo as a Sensor）的研究論文，報道了關(guān)于機械感受產(chǎn)生飽腹感的神經(jīng)機制的最新研究結(jié)果。
進食是一種非常復(fù)雜而又受到精細調(diào)控的行為。消化道時刻處于動態(tài)調(diào)節(jié)過程，人體可以“感受”到消化道不同部位的機械信息，并對這些信息做出及時的反應(yīng)。例如，當(dāng)進食到一定階段時，最先感受到由機械敏感神經(jīng)元帶來的飽脹感；而長時間未進食時，由于腸胃排空所激發(fā)的機械信息會帶來迅速的饑餓感。然而，這些感受背后的神經(jīng)機制尚不清楚。該研究發(fā)現(xiàn)，機械敏感離子通道基因piezo的突變（piezoKO）會顯著影響果蠅的進食行為。與野生型相比，piezoKO果蠅會過量進食或者飲水，部分果蠅甚至?xí)恢边M食至嗉囊（功能與哺乳動物的胃相似）被脹破。作者進一步鑒定出大腦中一群表達piezo的神經(jīng)元，它們在果蠅嗉囊壁上形成豐富的樹突結(jié)構(gòu)，可以被嗉囊的脹大引起的張力激活，從而在進食過程中實時檢測嗉囊的體積變化；失活這些神經(jīng)元會導(dǎo)致進度進食，而激活它們可以抑制進食。作者還發(fā)現(xiàn)，小鼠的Piezo1蛋白可以挽救果蠅piezo基因缺失導(dǎo)致的過量進食表型，提示機械力調(diào)節(jié)進食這一功能在進化上可能是保守的。
圖1：研究總結(jié)示意圖
清華大學(xué)生命學(xué)院2016級博士生王萍萍為本文第一作者，生命學(xué)院2016級本科生（現(xiàn)為生命學(xué)院直博生）賈寅君為本工作做出了重要貢獻。張偉研究員和加州大學(xué)舊金山分校的Yuh-Nung Jan教授為本文共同通訊作者。該研究工作得到國家自然基金委、北京市科委、清華大學(xué)自主科研基金和清華-IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院“Brain+X”種子基金的資助。張偉課題組受到清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心和清華大學(xué)IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.08.017
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