近日，一篇發表在國際雜誌Science Advances上題為“Prostaglandin EP3 receptor-expressing preoptic neurons bidirectionally control body temperature via tonic GABAergic signaling”的研究報告中，來自日本名古屋大學等機構的科學家們透過研究發現，大腦視前區中名為EP3神經元的一類特殊神經元或許在調節哺乳動物機體的體溫上扮演著關鍵角色，這一研究發現有望幫助開發出一種新技術，來透過人工調節機體體溫從而幫助治療中暑、體溫過低甚至肥胖症。
人類和很多其它的哺乳動物的體溫都會被調節在大約37攝氏度（98.6華氏度），這就能幫助最佳化所有的調節功能，當機體體溫明顯偏離了正常範圍時，機體的功能就會受損，從而就會導致中暑、體溫過低，在最糟糕的情況下還會導致死亡。然而，如果體溫能被人工調節到正常範圍內，這些狀況就能被有效治療。大腦的溫度調節中心位於視前區，其是下丘腦中控制機體關鍵功能的一部分，比如，當視前區接收到了稱之為前列腺素E（PGE2）的介導子的訊號，該區域就會釋放一種提高體溫的命令，從而幫助抵禦病毒、細菌和其它致病生物的襲擊，PGE2的產生能對感染產生反應。
然而，目前研究人員並不清楚視前區中的哪種神經元能釋放增加或降低機體體溫的指令。為了識別出到底是哪種神經元，研究者Kazuhiro Nakamura等人對大鼠進行研究，重點分析了其視前區中EP3神經元，該神經元能表達PGE2的EP3受體，同時研究人員還調查了其調節機體體溫的功能。這項研究中，研究人員首次分析了視前區中EP3神經元的活性是如何隨著環境溫度的改變而發生變化；大鼠所處的舒適環境溫度約為28度，在兩個小時內，研究人員將大鼠暴露於寒冷（4度）、室溫（24度）和高溫（36度）環境中，研究結果表明，暴露於36度下或能啟用EP3神經元，而暴露於4度和24度下則並不會。
科學家識別出維持哺乳動物機體正常體溫的關鍵神經元。
圖片來源：Science Advances (2022). DOI:10.1126/sciadv.add5463
隨後研究人員觀察並分析了視前區中EP3神經元的神經纖維，旨在識別出來自EP3神經元的訊號會在哪裡傳輸，觀察結果表明，神經纖維會被分佈在多個大腦區域，尤其是下丘腦背內側核（DMH，dorsomedial hypothalamus）區域，其能啟用機體的交感神經系統；分析結果還表明，EP3神經元用來向DMH傳輸訊號的物質就是γ-氨基丁酸（GABA），其是一種神經元興奮的主要抑制劑。為了進一步調查EP3神經元在溫度調節過程中的作用，研究人員利用一種化學遺傳學手段人工操控了其活性，結果發現，啟用該神經元或能幫助降低體溫，而抑制其活性則會增加機體體溫。
研究者指出，視前區中的EP3神經元能透過釋放GABA從而向DMH神經元傳送抑制訊號來控制機體的交感神經反應，並在調節機體體溫上扮演著關鍵角色；而可能性的情況就是視前區中的EP3神經元能精確調節訊號強度來微調機體體溫。研究者說道，比如，在炎熱環境中，訊號會被增強來抑制交感神經的輸出，從而導致皮膚中的血流量增加，從而促進機體熱量的輻射並預防中暑；然而，在寒冷環境中，訊號會被減少來啟用機體的交感神經輸出，從而促進棕色脂肪組織和其它器官中的熱量產生，來預防機體體溫過低。此外，在感染髮生過程中，PGE2能對EP3神經元施加作用來抑制其活性，從而導致交感神經輸出的啟用，併產生髮熱感覺。
本文研究結果或能為開發人工調節機體體溫的新技術提供新的思路，這或許還能應用於更為廣泛的醫學領域；有意思的是，該技術或許還能用來治療肥胖，並透過維持體溫略高於機體的正常水平來促進脂肪燃燒；除此之外，該技術還有望幫助開發讓人們在更熱的全球環境中得以生存的新策略，而這目前是全球人群所面臨的嚴峻問題之一。綜上，本文研究結果表明，來自POAEP3R神經元的GABA能異質性訊號或許是維持機體熱平衡的體溫和發燒的基本決定因素。
原始出處：
YOSHIKO NAKAMURA,TAKAKI YAHIRO,AKIHIRO FUKUSHIMA,et al. Prostaglandin EP3 receptor-expressing preoptic neurons bidirectionally control body temperature via tonic GABAergic signaling, Science Advances (2022). DOI:10.1126/sciadv.add5463
來自： 生物谷