在患有2型糖尿病的嚙齒類動物中，注射一種名為成纖維細(xì)胞生長因子1的蛋白質(zhì)，可以使血糖水平在數(shù)周或數(shù)月內(nèi)恢復(fù)正常。然而，這種生長因子是如何在大腦中產(chǎn)生這種持久的益處的，還不太清楚。

華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)教授、威斯康星州醫(yī)學(xué)院糖尿病研究所聯(lián)合主任Michael Schwartz博士說：“直到近，大腦使糖尿病動物血糖水平正?；哪芰€沒有得到承認(rèn)。通過研究成纖維細(xì)胞生長因子1這種腦肽在下丘腦誘導(dǎo)的細(xì)胞和分子反應(yīng)，我們的研究小組的新發(fā)現(xiàn)為更全面地理解這一效應(yīng)是如何實現(xiàn)的提供了一條途徑。”

在9月7日出版的《Nature Communications》和《Nature Metabolism》的兩篇論文中，研究小組描述了大腦對成纖維細(xì)胞生長因子1的反應(yīng)的復(fù)雜生物學(xué)。一個研究小組描述了強(qiáng)有力的細(xì)胞反應(yīng)，這些反應(yīng)似乎能保護(hù)大腦信號通路，對控制血糖至關(guān)重要。“這些見解，”他說，“也許有一天會為誘導(dǎo)糖尿病持續(xù)緩解提供治療策略，而不是像目前的治療方法那樣簡單地每天降低血糖水平。”

2型糖尿病影響10%的美國人口，它與肥胖密切相關(guān)，并導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題，包括心臟病、視力下降、腎功能衰竭、癡呆、難以治愈的感染和神經(jīng)損傷。這也增加了截肢的風(fēng)險?？刂蒲撬娇梢灶A(yù)防這些問題，但往往很難實現(xiàn)，并成為許多患者的一項終身斗爭。

另一個研究小組發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞外基質(zhì)的集合，稱為“周圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，它將參與血糖控制的神經(jīng)元群連接起來。研究人員了解到，成纖維細(xì)胞生長因子1可以修復(fù)糖尿病損傷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這種反應(yīng)是維持糖尿病緩解所必需的。

丹麥哥本哈根大學(xué)諾和諾德基金會基礎(chǔ)代謝研究中心的Tunes Pers博士和西雅圖大學(xué)醫(yī)學(xué)院的糖尿病和肥胖研究者M(jìn)ichael Schwartz博士是《Nature Communications》這篇文章的通訊作者，文章的主要作者是Marie Bentsen博士和Dylan Rausch博士。

他們首先詳細(xì)描述了成纖維細(xì)胞生長因子1治療引起的下丘腦不同腦細(xì)胞類型的基因表達(dá)變化。下丘腦調(diào)節(jié)許多身體功能，包括血糖水平、饑餓感、食物攝入、能量使用和儲存。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞不僅提供結(jié)構(gòu)支持，而且有助于組織和調(diào)節(jié)神經(jīng)回路的活動，它們的反應(yīng)比神經(jīng)元更強(qiáng)烈。

研究人員還觀察到，星形膠質(zhì)細(xì)胞和Agrp神經(jīng)元之間的相互作用增強(qiáng)。星形膠質(zhì)細(xì)胞滋養(yǎng)神經(jīng)元并支持其電傳遞。Agrp神經(jīng)元是黑皮質(zhì)素信號系統(tǒng)的重要組成部分，黑皮質(zhì)素是控制攝食、體重和血糖的重要腦回路。

Agrp神經(jīng)元的過度激活會抑制黑皮質(zhì)素信號傳導(dǎo)。這種影響與人和嚙齒動物的糖尿病發(fā)展有關(guān)。研究人員指出，在將成纖維細(xì)胞生長因子1注入大腦后，禁止黑皮質(zhì)素信號傳導(dǎo)可防止糖尿病持續(xù)緩解。

在對成纖維細(xì)胞生長因子1有強(qiáng)烈反應(yīng)的其他細(xì)胞類型中，只有在下丘腦中發(fā)現(xiàn)的纖長的營養(yǎng)敏感膠質(zhì)細(xì)胞。它們對血糖水平正?；呢暙I(xiàn)還需要進(jìn)一步的研究。

發(fā)表在《Nature Metabolism》雜志上的論文研究了在成纖維細(xì)胞生長因子1誘導(dǎo)糖尿病緩解的機(jī)制中“先前未被承認(rèn)的參與者”的結(jié)構(gòu)——神經(jīng)周圍網(wǎng)，在下丘腦中包裹血糖調(diào)節(jié)神經(jīng)元，包括Agrp神經(jīng)元。這篇論文的主要作者是西弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)代理講師Kim Alonge，作邁Michael Schwartz是通訊作者。

神經(jīng)周圍網(wǎng)通過將神經(jīng)元包裹起來并將它們之間的連接圍成一圈來促進(jìn)神經(jīng)回路的穩(wěn)定性。研究人員想知道肥胖相關(guān)的糖尿病是否與這些神經(jīng)周圍網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，以及這些是否可以治療。

研究小組注意到，在2型糖尿病的Zucker糖尿病肥胖大鼠模型中，與血糖水平正常的大鼠相比，下丘腦中的這些網(wǎng)是稀少的，然而在大腦的其他部分，這些網(wǎng)是正常的。

向大腦注射成纖維細(xì)胞生長因子1后，這種神經(jīng)周圍網(wǎng)的丟失迅速逆轉(zhuǎn)。成纖維細(xì)胞生長因子1改善糖尿病的能力會被酶消化去除的網(wǎng)狀物所阻礙。相反，成纖維細(xì)胞生長因子1不需要完整的神經(jīng)周圍網(wǎng)來影響食物攝取。

這些發(fā)現(xiàn)確定了周圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是成纖維細(xì)胞生長因子1作用誘導(dǎo)的持續(xù)糖尿病緩解的關(guān)鍵靶點。研究人員推測這些網(wǎng)絡(luò)可能有助于抑制Agrp神經(jīng)元的活動，從而激發(fā)黑皮質(zhì)素信號。

研究人員計劃繼續(xù)嘗試*細(xì)胞（和細(xì)胞外）對成纖維細(xì)胞生長因子1的反應(yīng)與血糖水平正?；g的空白。他們希望，這可能終發(fā)現(xiàn)新的策略，以實現(xiàn)糖尿病患者的持續(xù)緩解。