Forscher hören zu, wie Fettzellen mit dem Gehirn „sprechen“.
In diesem Interview spricht News-Medical mit Li Ye, PhD, über seine neueste Forschung, bei der sensorische Neuronen identifiziert wurden, die einen Nachrichtenstrom vom Fettgewebe zum Gehirn übertragen.
Können Sie sich bitte vorstellen, uns etwas über Ihren wissenschaftlichen Hintergrund erzählen und was hat Sie zu Ihrer neuesten Forschung inspiriert?
Ich bin Abide-Vividion-Lehrstuhlinhaber für Chemie und Chemische Biologie und außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften bei Scripps Research. Während meiner Graduiertenschule habe ich mich mit Fettgewebe beschäftigt. Das Verständnis der Gehirn-Fett-Interaktion motivierte mich, später in meiner Postdoktorandenausbildung Neurowissenschaften zu betreiben. Derzeit beschäftigen wir uns allgemein mit der Körper-Gehirn-Kommunikation.
Es ist seit langem bekannt, dass Nerven bis ins Fettgewebe reichen (das Gewebe, das Fettzellen speichert). Was wurde bisher über diese Neuronen gedacht und wie Fettzellen mit dem Gehirn „kommunizierten“?
Früher ging man davon aus, dass die Nerven im Fett hauptsächlich dazu dienen, dass das Gehirn mit dem Fett „spricht“, anstatt auf das Fett zu hören. Früher war man der Meinung, dass Fett hauptsächlich über ausgeschüttete Hormone mit dem Gehirn kommuniziert.
Bildquelle: UGREEN 3S/Shutterstock.com
Warum waren Versuche, die Typen und Funktionen dieser Neuronen zu untersuchen, schwierig?
Es war schwierig, weil diese Neuronen tief im Körper liegen und mit anderen Neuronen verflochten sind, die die Haut und Muskeln innervieren.
Erzählen Sie uns bitte, wie Sie Ihre Recherche durchgeführt haben und was Ihre wichtigsten Ergebnisse waren.
Die erste Methode ist eine Bildgebungsansatz namens HYBRiD, das mein Labor erfunden hat. Diese HYBRiD-Methode macht Mäusegewebe transparent und ermöglichte es uns, die Wege von Neuronen ins Fettgewebe besser zu verfolgen. Auf diese Weise entdeckten wir, dass ein erheblicher Teil der Neuronen keine Verbindung zum sympathischen Nervensystem, sondern zu den Spinalganglien hatte – einem Bereich des Gehirns, in dem alle sensorischen Neuronen ihren Ursprung haben.
Um die Rolle dieser Neuronen im Fettgewebe besser zu untersuchen, verwendeten wir eine zweite neue Technik, die wir ROOT nannten, für „für die Organverfolgung optimierte retrograde Vektoren“. Mit ROOT können wir mithilfe eines gezielten Virus selektiv sensorische Neuronen zerstören, die ins Fettgewebe (aber nicht an andere Orte) gelangen, und dann beobachten, was passiert.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die sensorischen Neuronen und die sympathischen Neuronen möglicherweise zwei gegensätzliche Funktionen haben: sympathische Neuronen sind für die Aktivierung der Fettverbrennung und die Produktion von Wärme erforderlich, und sensorische Neuronen sind für die Abschaltung dieser Programme erforderlich.
Wie wichtig sind sensorische Neuronen für Gesundheit und Krankheit und wie untermauern Ihre Ergebnisse diese Bedeutung?
Sensorische Neuronen sind für die Wahrnehmung von Schmerzen und die Wahrnehmung äußerer Umgebungen sehr wichtig. Mittlerweile wird ihre Rolle bei der Regulierung der Homöostase (Gleichgewicht des Stoffwechsels im Körper) immer mehr anerkannt. Unser Befund stellt eine neue Möglichkeit dar, wie sensorische Neuronen dies durch das Fettgewebe tun können.
Bildnachweis: Giovanni Cancemi/Shutterstock.com
Für diese Studie haben Sie zwei neue Methoden entwickelt. Wären diese Methoden auf andere Forschungsprojekte übertragbar und welche Auswirkungen hatten sie auf diese Forschung?
Ja, sie können zur Untersuchung anderer sensorischer Neuronen verwendet werden, die möglicherweise andere innere Organe im Körper steuern.
Wie können diese Erkenntnisse das Verständnis und die Behandlung solcher Krankheiten beeinflussen, wenn man bedenkt, dass eine Fehlregulation der Energiespeicherung mit mehreren Krankheiten wie Diabetes zusammenhängt?
Wir hoffen es. Viele laufende Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Frage, wie der Fettverbrennungsprozess zur Behandlung von Fettleibigkeit/Diabetes gesteigert werden kann, der bekanntermaßen vom Gehirn gesteuert wird. Das „Gaspedal“ zur Steigerung der Fettverbrennung ist allgemein bekannt und ein wichtiger Schwerpunkt möglicher Behandlungen von Krankheiten. Wir haben festgestellt, dass das System eine Bremse hat. Das Modulieren der Bremse kann eine interessante Möglichkeit sein, dieselben Ziele zu erreichen.
In Ihrer Studie haben Sie seit langem etablierte Ideen in Frage gestellt. Wie wichtig ist es für Wissenschaftler, Dogmen in Frage zu stellen und neue Methoden zu entwickeln, die ihnen dies ermöglichen?
Ich denke, dass die Ermöglichung von Methoden und das Herausfordern von Dogmen zwei Hauptantriebskräfte der Wissenschaft und unseres Wissens sind. Wir sollten jeden Wissenschaftler dazu ermutigen und Ressourcen bereitstellen.
Was kommt als nächstes für Sie und Ihre Forschung?
Wir wollen zwei Dinge wissen:
1) Welches Signal wird von den Nerven im Fett wahrgenommen?
2) Wie nutzt das Gehirn die Informationen aus dem Fett?
Wir suchen nach Ressourcen und entwickeln neue Tools, um diese Fragen zu beantworten.
Wo finden Leser weitere Informationen?
Über Li Ye
Li Ye erhielt seinen BS in Biowissenschaften von der Tsinghua-Universität in Peking, China. Er promovierte zum Dr. an der Harvard University im Labor von Bruce. M. Spiegelman von der Harvard Medical School und dem Dana-Farber Cancer Institute, der chemische biologische Ansätze verwendet, um die Transkriptionskontrolle des Energiestoffwechsels zu untersuchen. Im Jahr 2013 wechselte Li an die Stanford University, wo er im Labor von Karl Deisseroth arbeitete und sich auf die Entwicklung und Anwendung aktivitätsabhängiger, gehirnweiter Schaltkreiskartierungstools konzentrierte. Li kam 2018 zu TSRI.
.
