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Cell:刘绮丽团队揭示编码果蝇卵白质饮食量设定点的神经生物学机造

2024-08-29 20:40:11
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  动物对根本的心理需求有特定的对象区间或者设定点(setpoint),比方摄食量和饮水量的多少,睡眠期间的是非,体温的恒定值等等饮食。当实践发作的值和这些本身的设定点有所过错时,就会触策动物的动机动作,通过本身稳态的负反应调控机造来解除这种过错。比方卡道里摄取知足本身需求后就会罢手进食动作,体温升高后会通过排汗来低落温度等。相闭负反应调控机造的神经回道或者信号传导通道一经被越来越多的阐明,然而,设定点自身是奈何被大脑编码和调控的永远是一个未解之谜。

  该商量揭示了果蝇大脑中两个起相反影响的GPCR信号通道,通过调整卵白质饥饿神经元的静息膜电位来编码和调控卵白质饮食量的设定点。

  正在这项最新商量中,商量团队通过操纵一种高通量测定进食动作的本领,创造雄性、童贞雌性和交配后的雌性果蝇个别存正在着截然有异的卵白质饮食量设定点饮食,以调控分其它卵白质心理需求(好比交配后的雌性果蝇需求摄取更多的卵白质养分用来产卵),阐了然决策果蝇卵白摄入量的设定点正在分别性别和交配状况下存正在不同饮食。

  应用这种心理性的设定点不同,通过对果蝇大脑的膜片钳电心理测验,创造卵白质饮食量的设定点被存储正在卵白质饥饿神经元(DA-WED)的静息膜电位中。卵白质饥饿神经元的静息膜电位是奈何被调控的呢?果蝇的钾离子通道ORK1是被广博操纵的独揽超极化静息膜电位的遗传东西,膜片钳电心理测验注解RNAi敲低ORK1后的雄性果蝇卵白质饥饿神经元静息膜电位发作昭彰去极化,高通量进食动作测定本领创造雄性果蝇的卵白质摄取量也昭彰增加。

  由于ORK1离子通道的开闭受到卵白激酶PKC的调控,那么PKC是否同样调控卵白质饥饿神经元静息膜电位的转化呢?通过免疫荧光本领创造PKC53E与卵白质饥饿神经元DA-WED共表达,膜片钳电心理测验进一步表明敲低PKC53E加添了雄性果蝇大脑中卵白质饥饿神经元DA-WED的静息膜电位,进食动作学测验也进一步表了然雄性果蝇的卵白质摄取昭彰增加,这些结果与敲低ORK1的表型相相同。

  通过进一步正在果蝇中举行大领域遗传学筛选,判定出一种叫做FMRFa的神经肽,通过激活其GPCR受体FMRFaR来局限其下游卵白激酶PKC53E,最终调控卵白质饥饿神经元静息膜电位,从而编码卵白质摄入量设定点。另一个兴味的形势是,敲低ORK1 和PKC53E的童贞雌性果蝇的卵白质摄取量也昭彰增加,但交配后的雌性果蝇卵白质摄取量却没有发作昭彰转变,注解交配后的雌性果蝇卵白饥饿神经元膜电位受到分别于雄性和童贞雌性果蝇的调控。

  那么正在交配后的雌性果蝇中,卵白质摄取量的设定点又是奈何被调控的呢?另一种神经肽MS与FMRFa同属于RFamide家族,MSR2是MS神经肽的GPCR受体,文件显示此信号通道插足调控交配后雌性果蝇的进食动作。电心理结果注解敲低MSR2后的交配雌性果蝇卵白质饥饿神经元DA-WED发作明显超极化,进食动作也注解交配后雌性果蝇卵白摄取量昭彰削减,这与正在雄性果蝇中敲低FMRFaR的测验结果相反。

  进一步商量阐了然MSR2通过压造卵白激酶PKA来低落钾离子通道ORK1的怒放期间,去极化交配后雌性果蝇卵白饥饿神经元静息膜电位,提升了卵白质摄入量的设定点,所以揭示了MSR2-PKA信号通道对交配后雌性果蝇卵白质摄取量设定点的调控影响。

  综上所述,商量创造果蝇卵白质摄入量的设定点被编码正在卵白质饥饿神经元(DA-WED)的静息膜电位中。DA-WED 神经元的静息膜电位正在雄性饮食、童贞雌性和交配后的雌性果蝇中存正在不同,以是决策了分其它卵白质摄入量的设定点。

  正在雄性果蝇中,被激活的 FMRFa-FMRFaR 通道和被压造的 MS-MSR2 通道晋升了卵白激酶PKC 和 PKA 的活性,这些激酶通过磷酸化 ORK1 卵白,使得通道开启概率加添,导致静息膜电位超极化,从而低落卵白质摄入量的设定点;正在童贞雌性果蝇中,相看待雄性果蝇而言,MS-MSR2 信号连结正在低活性,同时 FMRFa-FMRFaR 信号也被压造, PKA 成为生动的激酶,通过磷酸化个人共鸣位点,使得ORK1 通道开启概率低落,导致静息膜电位去极化并提升卵白质摄入量的设定点;正在交配后的雌性果蝇中,被激活的 MS-MSR2 信号压造了卵白激酶 PKA,同时低活性的FMRFa-FMRFaR 信号也压造了PKC,进一步低落了ORK1通道的怒放概率,从而进一步导致卵白质饥饿神经元静息膜电位的去极化,提升了卵白质摄入量的设定点。

  这项商量揭示了编码果蝇卵白质饮食量设定点的神经生物学机造,能够为饮食联系的体重调控和肥胖症的商量与医治供应了一个新的计谋。Cell:刘绮丽团队揭示编码果蝇卵白质饮食量设定点的神经生物学机造

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