就在剛剛，我突然涌上了一股吃炸雞的沖動。這使我掏出手機(jī)開始瀏覽外賣平臺，并且心里暗暗打算等會兒要去超市買瓶啤酒配上。
然后我又撇了一眼剛看完的這篇論文，戳手機(jī)的指頭有那么一絲絲顫抖。
近期，《細(xì)胞代謝》雜志發(fā)表了一項來自耶魯大學(xué)科學(xué)家的研究[1]。研究者們發(fā)現(xiàn)，高脂飲食會誘導(dǎo)大腦的變化，刺激下丘腦產(chǎn)生炎癥，并誘導(dǎo)機(jī)體攝入更多的熱量，最終導(dǎo)致體重增加。這種變化來得很快，三天高脂飲食之后就會出現(xiàn)，甚至發(fā)生在身體變胖之前。
令人驚訝的是，大腦變化的直接操盤手，竟然是我們頗為熟知的小膠質(zhì)細(xì)胞。要知道小膠質(zhì)細(xì)胞主管的是免疫功能，參與代謝調(diào)控，這手可伸得有點兒長。
其實有很多研究已經(jīng)證明了中樞神經(jīng)在能量和糖代謝中的重要作用，它會響應(yīng)循環(huán)內(nèi)的各種信號一一做出回應(yīng)，比如瘦素、胰島素等激素，又比如葡萄糖和脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)[2]。
在整個兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)中呢，下丘腦又顯得尤為突出，是控制新陳代謝的指令中心?？茖W(xué)家們已經(jīng)在下丘腦中鑒定到了幾個特別的神經(jīng)元群，認(rèn)為他們是外周代謝的重要傳感器和調(diào)節(jié)因子[3]。
不過比較關(guān)注神經(jīng)科學(xué)的讀者一定知道，大腦中神經(jīng)元只占一半兒，另一半的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞們近年也逐漸取得了科學(xué)家的重視，它們在體重平衡和肥胖中也有自己的角色[4]。
根據(jù)細(xì)胞起源，膠質(zhì)細(xì)胞一般可以被分為大膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞，目前我們一般認(rèn)為小膠質(zhì)細(xì)胞就相當(dāng)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)里的巨噬細(xì)胞，主要發(fā)揮免疫作用。
但是這個認(rèn)知卻被今天這項研究給狠狠刷新了一下。具體怎么回事兒，咱們先從“胖”說起。
圖源 | pixabay
此前就有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，吃多變胖這回事兒，是先從腦子開始的。在飲食誘導(dǎo)肥胖這個過程中，高脂/高碳水飲食開始3天后，就發(fā)現(xiàn)了下丘腦炎癥和膠質(zhì)增生，而此時，實驗動物的體重甚至還沒來得及增加[5]。同時，下丘腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞也被激活了。
被激活的小膠質(zhì)細(xì)胞中，有一種蛋白UCP2表達(dá)水平非常高。UCP2是一種線粒體蛋白，是線粒體功能的重要組成部分。
小膠質(zhì)細(xì)胞本身是非?！盎钴S”的細(xì)胞。這個活躍就是字面意思，它們能夠迅速改變形狀，向受損傷部位遷移，并開啟吞噬功能。這幾個過程都需要不少能量，所以線粒體代謝改變也算是常規(guī)操作[6]。
其實到這里為止事情還是挺平常的。高脂飲食誘導(dǎo)炎癥，有炎癥所以小膠質(zhì)細(xì)胞出動，要工作所以線粒體加班，不用細(xì)想都覺得正常。
那么接下來就來看看今天這項研究的發(fā)現(xiàn)吧。
圖源 | pixabay
第一步當(dāng)然是先給小鼠的菜單安排上。對照組小鼠吃的是標(biāo)準(zhǔn)鼠糧（SD），三個實驗組的高脂飲食（HFD）則分別進(jìn)行了3天、7天和8周。
當(dāng)檢測下丘腦中小膠質(zhì)細(xì)胞的線粒體變化，有趣的事情發(fā)生了。3天高脂飲食使小膠質(zhì)細(xì)胞中的線粒體變得更小了，但是同時數(shù)量卻變多了；另外三組呢，可以認(rèn)為沒變化，基本差不多。與這些變化一致的是，只有3天組UCP2表達(dá)水平顯著升高了。
可見3天組線粒體數(shù)量增加
研究者還另外測定了一些炎性細(xì)胞因子的水平，結(jié)果也很有趣。在3天和7天組中細(xì)胞因子水平都比較高，但是8周組反而回落了。詳細(xì)的數(shù)值可以看下圖。
結(jié)果真的很有說法
當(dāng)研究者敲除小鼠的UCP2基因，高脂飲食就不再能影響到大腦了，3天后小鼠下丘腦膠質(zhì)細(xì)胞中的線粒體并沒有什么變化。
敲除UCP2之后線粒體基本無變化
更棒的是，敲除了UCP2之后，小鼠好似對高脂飲食產(chǎn)生了“抗性”，它們吃得更少、每天消耗的能量更多，自然體重也增長得更慢了。除此之外，小鼠的糖耐量和胰島素敏感性也有所改善，這是與代謝表型整體好轉(zhuǎn)有關(guān)的。
另外，有趣的是，在運動能力、瘦體重等更細(xì)一步的指標(biāo)上，雄性小鼠和雌性小鼠表現(xiàn)出了明顯的差異。這可能是因為性別帶來的激素水平差異導(dǎo)致的吧。
小鼠體重增長，胖/瘦體重，能量消耗
那么為什么搞定了UCP2，高脂飲食就不能作妖了呢？
嘖嘖嘖，小膠質(zhì)細(xì)胞這個濃眉大眼的好同志，竟然在這里坑了我們一把。
高脂飲食之后，被激活的小膠質(zhì)細(xì)胞居然會激活POMC神經(jīng)元。這個POMC神經(jīng)元，簡單說來就是管理我們想吃什么想吃多少的神經(jīng)元[4]，所以說，是小膠質(zhì)細(xì)胞讓我們吃了高脂飲食還想吃（吃成一個小胖子）。
但在缺失UCP2的情況下，這種機(jī)制就被阻斷了。
So，小膠質(zhì)細(xì)胞不光是執(zhí)行免疫功能，還配合飲食幫我們變胖啊~
從進(jìn)化的角度來看，這在當(dāng)年物質(zhì)還比較匱乏的時候應(yīng)該是個蠻有用的機(jī)制。有吃的的時候就多吃點兒~長胖點兒~不過現(xiàn)在我們已經(jīng)不差吃的了，或者說是吃得已經(jīng)太多了。
求小膠質(zhì)細(xì)胞跟上時代，不要再搞怪了。
參考資料：
[1]https：//www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131（19）30439-5
[2] Sandoval， D.A。， Obici， S。， and Seeley， R.J。 （2009）。 Targeting the CNS to treat type 2 diabetes。 Nat。 Rev。 Drug Discov。 8， 386–398。
[3] Horvath， T.L。， Diano， S。， and Tscho¨ p， M。 （2004）。 Brain circuits regulating energy homeostasis。 Neuroscientist 10， 235–246。
[4] Horvath， T.L。， Sarman， B。， Garc??a-Ca? ceres， C。， Enriori， P.J。， Sotonyi， P。， Shanabrough， M。， Borok， E。， Argente， J。， Chowen， J.A。， Perez-Tilve， D。， et al。 （2010）。 Synaptic input organization of the melanocortin system predicts diet-induced hypothalamic reactive gliosis and obesity。 Proc。 Natl.Acad。 Sci。 USA 107， 14875–14880。
[5] Thaler， J.P。， Yi， C.X。， Schur， E.A。， Guyenet， S.J。， Hwang， B.H。， Dietrich， M.O。， Zhao， X。， Sarruf， D.A。， Izgur， V。， Maravilla， K.R。， et al。 （2012）。 Obesity is associated with hypothalamic injury in rodents and humans。 J。 Clin。 Invest。 122， 153–162。
[6] Rose， J。， Brian， C。， Woods， J。， Pappa， A。， Panayiotidis， M.I。， Powers， R。， and Franco， R。 （2017）。 Mitochondrial dysfunction in glial cells： implications for neuronal homeostasis and survival。 Toxicology 391， 109–115。
本文作者 | 代絲雨
