2型糖尿病会影响10%的美国人口,它与肥胖密切相关,并引起严重的健康问题,例如心脏病,视力丧失,肾衰竭,痴呆,不治之症和神经损伤。这也增加了断开连接的风险。控制血糖水平可以预防这些问题,但是通常很难实现,对于许多患者而言,这是一个持续的斗争。
发表在《自然通讯》和《自然代谢》杂志上的两篇论文中,研究团队解释了大脑对成纤维细胞生长因子1的复杂反应。他们发现了一种称为“外围神经网络”的细胞外基质组件,该组件融合了参与血糖控制的神经元组。研究人员了解到,成纤维细胞生长因子1可以修复糖尿病所致的周围神经网络。该反应对于维持糖尿病的缓解是必需的。
丹麦哥本哈根大学的Novoordisk基础代谢研究中心的Tunes Pers博士和西雅图UWMedicine的糖尿病与肥胖研究人员Michael Schwartz博士是本文的高级作者。研究人员首先阐述了成纤维细胞生长因子1处理下丘脑中各种脑细胞类型引起的基因表达变化。大脑的这个小区域调节许多身体功能,例如血糖,饥饿,食物摄入,能量使用和储存。科学家发现,神经胶质细胞不仅提供结构支持,而且还有助于组织和调节神经回路的活动,并且它们的反应比神经元更强。研究人员还观察到星状细胞与某些神经元之间的相互作用增强了相互作用。这些神经元产生与Agouch相关的蛋白质(称为Agrp神经元)。星状星体丰富,可以滋养神经元并支持其电传递。 Agrp神经元是黑皮质素信号系统不可或缺的一部分,它是控制进食,体重和血糖水平的重要大脑回路。 Agrp众所周知,神经元的过度激活可能会抑制黑皮质素信号传导。这种作用与人类和啮齿动物患糖尿病有关。研究人员指出,禁止将成纤维细胞生长因子1注入大脑后抑制黑皮质素信号传导。这将使您继续缓解糖尿病。对成纤维细胞生长因子1强烈反应的其他细胞类型是单球体,仅在下丘脑中发现的对营养敏感的伸长的神经胶质细胞。它们对葡萄糖水平正常化的贡献需要进一步研究。外围神经网络通过与神经元连接并限制神经元之间的连接来促进神经回路的稳定性。研究人员想知道与肥胖有关的糖尿病是否与这些周围神经网络的结构变化有关,是否可以治疗。
研究小组发现,在2型糖尿病的Zucker Diabetes Fatty大鼠模型中,与血糖水平正常的大鼠相比,下丘脑中的这些网络较差,但在大脑的其他部位,这些网络却是正常的。
将成纤维细胞生长因子1单次注入大脑后,这种周围神经网络的丧失迅速恢复。酶消化和净去除阻碍成纤维细胞生长因子1改善糖尿病的能力。相反,成纤维细胞生长因子1不需要完整的外围神经网络来影响食物摄入。这些发现证实,神经周围神经网络是由成纤维细胞生长因子1诱导的持续糖尿病缓解的重要靶标。研究人员推测,这些网络可能有助于抑制Agrp神经元的活性,从而促进黑皮质素信号传导。研究人员将继续尝试弥合细胞(和细胞外)对成纤维细胞生长因子1的反应与血糖水平正常化之间的差距。他们希望这*终将有助于开发新的策略来实现患者的持续糖尿病缓解。