过量饮食和肥胖引发的脑源性神经营养因子的缺乏

根据疾病控制和预防中心,近三分之一的人口在美国肥胖,另外三分之一是超重。过多的体重增加是引起改变的能量平衡,精心调制的热量摄入和支出之间的平衡。

但有哪些因素决定多少食物消费”神秘的一部分是在实验室展开的马里恩,博士,萨克研究生生物医学科学学院在波士顿塔夫茨大学医学院的。通过他们的作品,里奥斯和他的同事们第一次证明一种叫做脑源性神经营养因子(BDNF)的蛋白质在成年老鼠调停饱腹感是至关重要的。

他们的研究结果发表在12月26日发行的《神经科学杂志》上。

老鼠的Bdnf基因被删除的两个主要的大脑区域量吃得多,也更明显比同行更重。

“这项研究之前,我们知道全球缺乏脑源性神经营养因子和/或其受体在开发过程中会导致暴饮暴食和肥胖年轻的老鼠。然而,它仍不清楚和有争议的BDNF是否介导成年动物的饱腹感。我们最近的研究结果表明,BDNF在下丘脑腹内侧(VMH)和dorsomedial合成(DMH)需要正常的能量平衡。

此外,由于本研究转基因的老鼠研究成年,我们能够建立BDNF作为成熟的大脑的饱腹感信号独立于其公认的行动在大脑的发展。这个重要的区别可能帮助定义疾病的机制和干预的关键时期肥胖的治疗和预防疾病,“里奥斯说,通讯作者,神经科学副教授萨克学校。

BDNF-depleted所展现出来的肥胖老鼠似乎只出现过度消费的卡路里。“正常体重恢复在突变小鼠当食物访问仅限于正常小鼠,表明VMH Bdnf基因的删除,DMH并不影响支出的能量平衡方程,”里奥斯补充道。

在一系列相关的实验中,研究人员利用先进的分子和手术技术测量脑源性神经营养因子mRNA水平,活跃的BDNF蛋白的前体,在与营养状况的关系。撒迪厄斯昂格尔,一名研究生在萨克学校和该研究的第一作者,描述了这些分析的结果。

“产生的脑源性神经营养因子mRNA在禁食期间下降。然而,当老鼠被暴露于葡萄糖,大量营养素,”昂格尔指出,“我们观察到的快速,但瞬态,增加脑源性神经营养因子及其受体的表达。这些变化发生尤其是VMH,是参与调节食物摄入量。”

研究人员证实,葡萄糖直接作用在大脑中,而不是通过外围通路,提高BDNF的表达。“BDNF进入大脑的直接管理,”里奥斯,“也导致立即增加的水平早反应基因和标记的神经细胞激活VMH和DMH。这些结果表明,脑源性神经营养因子是一个快速的信号诱导神经回路中神经元活动参与意愿控制。”

“老鼠与特定场地扰动BDNF的表达没有表现出异常行为通常观察到小鼠与全球BDNF基因的删除整个大脑,如hyperaggression,则行为,多动,”里奥斯指出。“没有这些行为表明,VMH BDNF的表达,不需要DMH non-appetite-related监管行为。”

“我们的结果证明脑源性神经营养因子发挥着重要和直接作用在成年小鼠的调节能量平衡。”里奥斯。“看来,这个信号通路的作用,至少在一定程度上,通过短期机制和脑源性神经营养因子合成VMH和DMH需要抑制食欲。”

当她指出,还需要更多的研究来进一步查明BDNF的细胞和分子的目标行动,里奥斯说,“这项工作给我们带来了接近阐明大脑路径依赖脑源性神经营养因子的调节食物摄入量。”

她补充说,“脑源性神经营养因子的相关性所反映出的信号通路在人类疾病肥胖表现出某些人类携带突变或异常的脑源性神经营养因子及其受体的基因编码。这一定会是一个重要的肥胖研究领域有超过四分之一的美国人口据估计携带Bdnf基因的突变。”