儀景通光學科技（上海）有限公司
EVIDENT共聚焦助力揭示光感知調(diào)控血糖代謝的神經(jīng)機制
檢測樣品：血糖
檢測項目：光感知調(diào)控血糖代謝的神經(jīng)機制
方案概述：該工作發(fā)現(xiàn)了光直接通過激活視網(wǎng)膜上特殊的感光細胞，經(jīng)視神經(jīng)至下丘腦和延髓的系列神經(jīng)核團傳遞信號，最終通過交感神經(jīng)作用于外周的棕色脂肪組織，直接壓抑了機體的血糖代謝能力。
研究人員首先對小鼠執(zhí)行葡萄糖耐受性檢測（GTT），發(fā)現(xiàn)數(shù)個小時的光暴露顯著降低了小鼠的血糖耐受性。哺乳動物光感受主要依賴于視網(wǎng)膜上的各類感光細胞。除了經(jīng)典的視錐（Cones）視桿（Rods）細胞介導(dǎo)圖像視覺感知之外，光也能直接激活視網(wǎng)膜上的第三類感光細胞視網(wǎng)膜自感光神經(jīng)節(jié)細胞（ipRGC），它依靠自身表達的視黑素（Melanopsin）對波長靠近480nm的短波長藍光敏感。ipRGC支配諸多下游腦區(qū)進而調(diào)控如瞳孔對光反射、晝夜節(jié)律、睡眠和情緒認知功能。光降低血糖耐受性通過何種感光細胞介導(dǎo)？通過基因工程手段，研究人員逐一使視網(wǎng)膜各類感光細胞喪失感光能力，發(fā)現(xiàn)光誘發(fā)血糖不耐受由ipRGC感光獨立介導(dǎo)（圖1）。接著研究人員進一步探究視網(wǎng)膜至腦內(nèi)的哪些核團參與光調(diào)節(jié)糖代謝。下丘腦是調(diào)控機體代謝的重要區(qū)域，其中與ipRGC有較密集連接的是下丘腦視交叉上核SCN和視上核SON核團。已知數(shù)周光照模式的改變能夠通過影響節(jié)律中樞SCN，造成生物鐘節(jié)律紊亂，進而間接影響到血糖代謝功能。研究人員分別損毀或利用化學遺傳手段操控ipRGC投射的SCN和SON核團，發(fā)現(xiàn)了光急性降低血糖耐受性這一過程獨立于生物鐘節(jié)律系統(tǒng)，而由ipRGC-SON的神經(jīng)環(huán)路直接介導(dǎo)（圖1）。結(jié)合大量神經(jīng)環(huán)路示蹤和操控手段，研究人員進一步發(fā)現(xiàn)ipRGC-SONOXT（視上核內(nèi)催產(chǎn)素(Oxytocin)能神經(jīng)元）-SONAVP（SON內(nèi)抗利尿激素(Vasopressin)能神經(jīng)元）-PVN（下丘腦室旁核）-NTSVgat（孤束核的GABA能抑制性神經(jīng)元）-RPa（中縫蒼白核）這樣一條腦內(nèi)六級長程神經(jīng)環(huán)路介導(dǎo)光降低血糖耐受性（圖1）。
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