楊智

據(jù)美國(guó)PNAS，2017，114：2043報(bào)道，上?？茖W(xué)技術(shù)大學(xué)沈偉課題組運(yùn)用光遺傳學(xué)技術(shù)等多種最新手段，以小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探明了腦內(nèi)調(diào)節(jié)體溫的部分關(guān)鍵性神經(jīng)回路。

人和其他哺乳動(dòng)物必須把體溫控制在一定范圍里才能保證體內(nèi)細(xì)胞代謝正常進(jìn)行，這是一項(xiàng)重要的生理功能。從1940年代起，科學(xué)家開(kāi)始知道下丘腦視前區(qū)（POA）對(duì)體溫調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用，并且體溫通過(guò)負(fù)反饋調(diào)控機(jī)制而維持穩(wěn)態(tài)。但是長(zhǎng)期以來(lái)，未能弄清視前區(qū)有關(guān)神經(jīng)元的投射走向，也未能闡明其他共同調(diào)節(jié)體溫的腦區(qū)如背內(nèi)側(cè)下丘腦和室旁核等，與此有何功能上的關(guān)聯(lián)。

沈偉課題組發(fā)現(xiàn)，采用光遺傳學(xué)技術(shù)激活外側(cè)視前核腹側(cè)部（vLPO）的y氨基丁酸（GABA）能神經(jīng)元，可引起體溫下降和身體活動(dòng)減少；反之，抑制這些神經(jīng)元導(dǎo)致體溫明顯上升，甚至引起高燒。其次，他們發(fā)現(xiàn)背內(nèi)側(cè)下丘腦背側(cè)部（DMD）的GABA能和谷氨酸能神經(jīng)元會(huì)被冷刺激所激活，引起身體產(chǎn)熱反應(yīng)，導(dǎo)致體溫升高。其中GABA能神經(jīng)元和谷氨酸能神經(jīng)元響應(yīng)冷刺激的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)有所不同。再則，他們運(yùn)用一系列技術(shù)手段證明，vLPO的GABA能神經(jīng)元投射到DMD區(qū)域，支配這里的體溫調(diào)節(jié)神經(jīng)元。受支配神經(jīng)元以GABA能的為主，也有谷氨酸能的。有明確的電生理學(xué)證據(jù)顯示，vLPO的相關(guān)神經(jīng)元興奮，導(dǎo)致DMD的相關(guān)神經(jīng)元產(chǎn)生抑制性突觸后電流（IPSC），此效應(yīng)可被GABA拮抗劑所阻斷。

綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，vLPO的特定GABA能神經(jīng)元群對(duì)環(huán)境熱刺激敏感，起降低體溫作用；而DMD的某些GABA能和谷氨酸能神經(jīng)元群對(duì)環(huán)境冷刺激敏感，起激發(fā)身體產(chǎn)熱和升高體溫的作用。vLPO的GABA能神經(jīng)元群通過(guò)抑制DMD相關(guān)神經(jīng)元的活性，而起到降低體溫的作用。

雖然沈偉課題組的研究?jī)H揭示了下丘腦體溫調(diào)節(jié)的部分神經(jīng)連接途徑，但已經(jīng)把體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的研究推進(jìn)到了神經(jīng)回路的細(xì)節(jié)水平，同時(shí)盡可能發(fā)揮了先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為進(jìn)一步探討神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制的具體運(yùn)作提供了啟示。