在图片中，神经肽Y（NPY）与壁细胞结合，壁细胞是特定类型脂肪组织的前体，这种脂肪组织对于调节新陈代谢至关重要。图片来源：Ana Domingos/牛津大学
一个国际研究团队发现了一个新的外周神经系统成分，该成分通过增加身体的能量代谢起作用。这一发现为开发更简单、更便宜的药物以控制肥胖和体重增加铺平了道路，无论摄入的食物量如何。
在发表于《自然》杂志的一篇文章中，来自英国牛津大学和肥胖与并发症研究中心（OCRC）的研究人员描述了这个外周神经系统成分如何通过神经肽Y（NPY）作用于能量和卡路里消耗。
这种神经递质负责在大脑中的一个神经元与另一个神经元之间传递信息，科学家们对其在中枢神经系统中的作用进行了广泛研究，但其在外周神经（大脑和脊髓以外的神经）中的作用及其在脂肪细胞（脂肪细胞）中保护身体免受肥胖的能力从未被研究过。
“由于这个新成分不作用于大脑，而是作用于机体的外周[外周神经系统]，这为开发可以更容易、更高效甚至更便宜地治疗肥胖的药物开辟了新的前景。这是因为，与最新的作用于大脑的抗肥胖药物不同，新的治疗方法不需要是大分子[生物药物]，也不需要能够穿过保护大脑的[血脑屏障]，极大地简化了新药的获取和开发问题，”OCRC的主要研究员Licio Velloso说，他也是这篇文章的作者之一。
外周神经系统分为两大类：躯体神经系统和自主神经系统。躯体神经系统调节自愿运动和皮肤的感觉（触觉、冷感、热感），而后者负责如心跳和血压等不受个体意志控制的运动。
自主神经系统也分为两部分。交感神经分支负责准备身体应对警觉、应对或逃避威胁的情况。因此，它涉及如心跳加速和能量消耗增加等变化。副交感神经系统则在威胁过后使内脏器官的功能恢复正常。
例如，神经解剖学教科书描述交感神经系统通过在神经末梢释放去甲肾上腺素起作用。然而，在这项研究中，研究人员发现这些神经除了释放去甲肾上腺素外，还表达神经肽Y，这是之前未知的。
“当NPY在下丘脑活跃时，个体会感到饥饿。而在外周神经系统中，NPY却被发现具有相反的效果，加速新陈代谢，从而增加能量消耗，”Velloso解释道。
加速新陈代谢
除了证明新成分的存在，牛津大学的研究人员还表明，NPY作用于分布在全身的三分之一交感神经，促进参与产热（燃烧能量和产生热量）的新脂肪细胞的生成。
与储存多余摄入卡路里的白色脂肪组织不同，棕色和米色脂肪细胞通过利用储存的脂肪释放热量，在代谢方面发挥有益作用。
在牛津大学研究员Ana Domingos的实验室中，科学家们发现外周神经系统中NPY的释放发生在与壁细胞接触的突触中，壁细胞位于渗透组织的血管周围。
“壁细胞的一个重要特征是它们是特定类型脂肪组织——棕色脂肪组织的前体，这对于调节新陈代谢至关重要，”Velloso告诉FAPESP机构。
“通过这种方式，牛津研究团队发现，当神经通过突触连接到壁细胞时，它会释放NPY并激活壁细胞的分化，使其成为棕色脂肪组织的前体，这对增强代谢控制非常重要。”
研究的最后一部分在UNICAMP实验室进行。为了表征新外周神经系统成分的作用，研究人员使用了经过基因改造以不在交感神经系统中表达神经肽Y的小鼠。
“我们观察到，这些动物变得更加肥胖，当暴露在寒冷环境中时难以维持稳定的体温[低产热能力]。它们还出现了代谢紊乱，如易患糖尿病。另一方面，有NPY的小鼠即使吃了同样多的食物也表现出对肥胖的保护作用，”她说。
中枢与外周
该研究小组发现的一个有趣之处在于，当NPY存在于中枢神经系统和外周神经系统时，其对体重的影响完全不同。在大脑中，NPY干扰饱腹感，诱发饥饿；而在外周，其与能量代谢有关，促进燃烧脂肪而不是储存脂肪的细胞的增殖。
“已经知道产热脂肪细胞可以源自壁细胞。还已知壁细胞可以检测NPY，因为它们具有这种神经肽的受体[NPYR1蛋白]。我们首次证明，如果没有外周系统中的NPY，小鼠会变得肥胖，不是因为吃得更多，而是因为燃烧的脂肪更少。这一机制可能适用于其他类型的肥胖，因为我们的研究表明，这些产生NPY的神经在饮食诱导的肥胖初期就会退化，”Domingos报告说。
据研究人员称，现在在小鼠中发现的NPY对肥胖的保护作用提供了一种可以与最近由常见代谢疾病知识门户（CMDKP）揭示的人类遗传特征联系起来的生物学机制。
该工具量化了各种基因在疾病中的参与程度，指出NPY与人类肥胖相关，但与进食模式的变化无关。
“这相当令人惊讶，因为有几十项研究表明NPY在促进食物摄入的大脑神经元中的作用——因此被称为食欲刺激剂[orexigenic肽]，”她说。
“那么，NPY的变化如何能与高体质指数[BMI]在人类中出现悖论性的关联，但却与进食模式的变化无关呢？我们的研究揭示了这一点，表明能量耗散可能在某些个体维持体重方面比食欲发挥更重要的作用——尽管并非在大多数人中如此，”Domingos总结道。
据Velloso称，这种新发现并表征的自主神经系统成分——调节身体外围的新陈代谢——为开发新的肥胖药物疗法铺平了道路。
“预期是一种分子——可能是NPY受体的配体——可以通过增加新陈代谢和卡路里燃烧发挥作用，而这正是我们在外周神经系统中发现NPY所做的，”她说。
更多信息：Yitao Zhu等人，《交感神经肽Y通过维持产热脂肪保护免受肥胖》，《自然》（2024）。DOI: 10.1038/s41586-024-07863-6
期刊信息：《自然》
提供者：FAPESP
引用：研究揭示控制卡路里消耗的新神经肽（2024年11月25日），2024年11月25日从 获取
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