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【細胞】:科學家首次發現,TRPC5竟能同時調節食欲、肥胖、焦慮和產後抑郁!

2024-07-05健康

*僅供醫學專業人士閱讀參考

覓食、自我保護、社會化合作、照顧後代等先天或本能行為都被寫進生物的DNA裏。

下丘腦神經回路參與調節包括進食、睡眠、攻擊、母性照顧等行為的啟動和維持,透過感知內部狀態和外部條件的變化,選擇最適應的行為反應。但是迄今為止,我們還不能完整地整合內部神經回路和外部感官線索對先天行為的調控機制。

瞬時受體電位(TRP)蛋白可以將感覺刺激轉換成電訊號,是外部環境和內部神經回路建立連線的關鍵

。在貝勒醫學院徐勇研究團隊與劍橋大學的Sadaf Farooqi研究團隊發表的最新研究結果中,

他們發現

TRPC5在調節人類生存所必需的先天行為中發揮著關鍵作用

研究結果證明,

TRPC5缺失的男性表現出覓食、肥胖、焦慮和自閉癥表型,而TRPC5缺失的女性患有嚴重產後抑郁癥

。進一步研究表明,

TRPC5的調節作用是透過下丘腦Pomc神經元和OXT神經元介導的

研究發表在【細胞】雜誌上。

在兩名無血緣關系的歐洲男孩身上,研究人員發現他們有一些相似的行為特征。這兩名男孩都患有嚴重肥胖,在兒童時期表現出極端的覓食和食物囤積行為,攻擊性和適應不良行為明顯,並且都具有自閉癥特征,註意力、焦慮/抑郁評分很高,長期(甚至48小時)保持清醒狀態。

他們的父親都沒有肥胖癥或行為障礙,而母親不僅患有肥胖癥,還都經歷了嚴重的產後抑郁癥。研究顯示,兩名男孩具有Xq23染色體的微缺失,

攜帶有來自母親的Trpc5基因缺失

。透過調查其他984名嚴重兒童期肥胖癥患者的外顯子測序數據,研究人員發現

Trpc5變異患者多有暴食癥和覓食、食物囤積行為

,而在普通人群中,Trpc5變異也與BMI增加有關。

為了進一步調查Trpc5突變與肥胖和行為表型的關系,研究人員構建攜帶人類Trpc5變異的小鼠模型。高脂飲食餵養下的模型小鼠表現出體重和脂肪量顯著增加,能量消耗減少,出現暴食和食物囤積行為,並且焦慮樣行為增加,社交性降低,攻擊性行為增加。

Trpc5缺失對雌性小鼠的影響更深。雌性模型小鼠在與野生型雄性小鼠交配、生產後,對幼崽的遺棄行為明顯增加,也並不積極找回幼崽(表現為尋回等待時間增加,尋回次數減少),梳理、築巢等母性行為也有顯著降低。在產後第12天,研究人員還檢測到催乳素釋放嚴重受損。同時,雌性小鼠表現出明顯的焦慮樣行為和快感缺乏。

人源性Trpc5缺失雄性小鼠的代謝和行為表型

在下丘腦弓狀核中,91%的Pomc神經元表達TRPC5。一般情況下,Pomc神經元經瘦素和血清素啟用,可以抑制小鼠食物攝入,但是Pomc中TRPC5缺失導致小鼠出現暴食癥和肥胖癥。

除了Pomc神經元之外,下丘腦視交叉上核(PVH)中的OXT神經元也有大量TRPC5表達。同樣,OXT神經元中的TRPC5缺失會導致小鼠食物攝入量增加,肥胖表型要比人源化Trpc5缺失小鼠更嚴重。行為測試還發現了小鼠焦慮樣行為增加和社交能力受損,雌性小鼠產後抑郁加重。恢復OXT神經元的TRPC5表達可以減少小鼠的焦慮和產後抑郁,食物攝入和肥胖也得到改善。

Trpc5缺失影響Pomc介導的厭食效應

綜合研究結果,研究人員認為,人類TRPC5缺失會導致男性出現覓食和食物囤積行為,還會導致肥胖、焦慮和自閉癥,女性出現產後抑郁癥。TRPC5在調節人類生存所必需的先天行為方面發揮著關鍵的調節作用。

參考文獻:

Li Y, Cacciottolo T M, Yin N, et al. Loss of transient receptor potential channel 5 causes obesity and postpartum depression[J]. Cell, 2024.

本文作者丨王雪寧