研究揭示了肌肉如何与大脑对话以调节喂养行为
大脑决定何时该喂食,但是它怎么知道呢?圣裘德儿童研究医院的发现为大脑如何协调这个过程提供了新的认识。骨骼肌与其他组织一样,与大脑沟通以传达有关营养状况的信息。研究人员表明,操纵这种机制会影响果蝇的觅食和觅食。这项工作今天在线发表在《基因与发展》上。
脂肪,肠和肝脏等组织通过调节喂养行为的激素向大脑发出信号。骨骼肌构成了40%的人体内,并具有高能量和营养需求。然而,直到现在,科学家们还没有意识到骨骼肌如何通过称为肌动蛋白的信号传导因子与大脑进行类似的交流。
圣裘德发育神经生物学系的通讯作者法比奥·德蒙特斯(Fabio Demontis)博士说:“到目前为止,大脑一直是研究最少的肌动蛋白活动靶标。” “有许多肌动蛋白可作用于其他组织,但它们在向大脑发出信号方面的作用尚未得到充分开发。”
肌肉与大脑沟通的分子关键
为了更好地理解如何骨骼肌关于摄食行为与大脑相通,研究人员看了看myokine民进党果蝇。Dpp是相当于人类中BMP2和BMP4信号传导因子的果蝇。
科学家以前认为Dpp仅在短距离内传输信号。然而,研究人员表明,荧光标记的Dpp从果蝇的飞行肌肉到大脑的传播距离很长。此外,研究人员发现降低Dpp含量可促进果蝇的觅食和觅食行为。相反,增加Dpp含量会减少觅食和觅食。
Dpp,多巴胺与进食起始之间的联系
研究人员还发现,肌肉衍生的Dpp调节大脑酪氨酸羟化酶的水平,后者是合成神经递质多巴胺的关键酶。在许多其他角色中,多巴胺以前与进食行为有关。
研究人员发现,降低肌肉中Dpp的水平会导致大脑中多巴胺的水平升高,并增加进食。相反,肌肉中Dpp含量较高的苍蝇的脑中多巴胺含量较低,因此觅食的可能性较小。研究人员还发现,调节大脑中多巴胺的合成对于调节肌肉衍生的Dpp 的喂养至关重要。
Demontis说:“ Dpp的作用比任何人想象的都要多。除了进食行为外,内分泌Dpp信号还可能调节许多其他组织和系统功能,包括涉及多巴胺能神经元的疾病过程。” “而且由于Dpp在人体内具有可比的蛋白质,因此它可能与高等生物的摄食行为和代谢性疾病有关。”
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