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研究发现大脑在葡萄糖代谢中至关重要

导读为了了解不同细胞的作用,科学家将其打开和关闭,并观察其作用。有许多方法可以做到这一点,但是它们都存在问题:侵入性太强,速度太慢或不...

为了了解不同细胞的作用,科学家将其打开和关闭,并观察其作用。有许多方法可以做到这一点,但是它们都存在问题:侵入性太强,速度太慢或不够精确。现在,由洛克菲勒大学和伦斯勒理工学院的科学家设计的一种控制小鼠神经元活性的新方法通过利用磁力远程控制离子流到特定目标细胞的流动来避免这些疾病的发生。

杰弗里·弗里德曼(Jeffrey Friedman),玛丽莲·辛普森(Marilyn M. Simpson)教授兼分子遗传学实验室负责人及其同事成功地使用了该系统来研究中枢神经系统在葡萄糖代谢中的作用。该发现在线发表在《自然》杂志上,研究结果表明,下丘脑中的一组神经元在维持血糖水平方面起着至关重要的作用。

弗里德曼说:“这些结果令人兴奋,因为它们提供了如何调节血糖的更广阔视野,它们强调了大脑在此过程中的关键作用。”“并且有了一种控制神经活动的新方法,这种方法不需要植入即可让您引起快速反应,填补了现有方法之间的一个有用的利基。”

Rensselaer的Jonathan Dordick说,将这种方法用于临床应用也是可能的。“取决于我们靶向的细胞类型,以及我们在该细胞中增强或降低的活性,这种方法在开发治疗方法方面具有潜力,例如在代谢性和神经性疾病中。”

磁性思维控制

弗里德曼(Friedman)和多迪克(Dorddick)领导的先前工作测试了一种类似的方法来开启糖尿病小鼠的胰岛素产生。该系统将天然铁存储颗粒,铁蛋白和荧光标记物耦合到称为TRPV1的离子通道,TRPV1也称为辣椒素辣椒受体。铁蛋白可能会受到诸如无线电波或磁场之类的力的影响,并且其与TRPV1的连接会改变离子通道的构象。

第一作者萨拉·斯坦利(现为西奈山伊坎医学院的医学,内分泌学,糖尿病和骨病助理教授)说:“通常,具有这些强度的无线电波或磁场将穿过组织而没有任何影响。”“但是当存在这种修饰的铁蛋白时,它会响应并吸收射频或磁场的能量,产生运动。这种运动会打开通道并允许离子进入细胞。根据流过通道的离子,这可以激活或抑制细胞的活性。”

这项研究是第一个通过无线电波和磁场远程打开和关闭神经元的方法。TRPV1通常允许正离子(例如钙或钠)流入,从而激活神经元并传输神经元信号。通过突变TRPV1通道,只允许负氯离子流过,研究人员还能够实现相反的效果,即神经元抑制。

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