Ученые составили молекулярные карты нейронов голода и насыщения человека
Новая методика позволила определить активность тысяч генов в человеческих нейронах, которые усиливают или подавляют аппетит. Полученные карты могут помочь в поиске новых способов лечения ожирения.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 17 августа /Новости науки/. Ученые составили молекулярные карты нейронов человеческого мозга, усиливающих и подавляющих аппетит. Исследование венгерских специалистов опубликовано в Nature Communications.
Полученные данные помогают понять, как гипоталамус принимает сигналы о запасах энергии, состоянии иммунной системы и уровне гормонов. Эти сведения особенно важны для разработки препаратов против ожирения, поскольку многие прежние представления о работе таких нейронов основаны на опытах с грызунами.
«Этот подход открывает новое окно в молекулярные механизмы, регулирующие энергетический баланс, и указывает на возможные фармакологические мишени для контроля массы тела», — отмечают авторы работы.
Исследователи изучили два типа клеток. Нейроны AgRP усиливают аппетит и способствуют накоплению энергии, а нейроны POMC, напротив, подавляют прием пищи и стимулируют расход энергии. В каждом типе клеток ученые обнаружили от 14 тыс. до 16 тыс. транскриптов — молекул РНК, по которым можно определить, какие гены были активны.
Для анализа использовали посмертные образцы гипоталамуса семи мужчин. Сначала ученые пометили нужные клетки с помощью антител, затем вырезали их из срезов мозга лазером и провели секвенирование РНК. Метод, получивший название IHC/LCM-Seq, позволяет исследовать активность генов в точно определенных типах клеток даже в зафиксированной формальдегидом ткани.
Нейроны AgRP оказались особенно богаты рецепторами воспалительных цитокинов, гормонов обмена веществ и гормона роста. В клетках POMC ученые обнаружили рецепторы половых гормонов, глюкагоноподобных пептидов, кальцитонина и эндоканнабиноидов. Кроме того, эти клетки отличались набором регуляторных РНК, факторов транскрипции и веществ, используемых для передачи сигналов другим нейронам.
Особый интерес представляет присутствие в нейронах POMC рецепторов GLP-1. На этот же сигнальный путь воздействуют семаглутид и некоторые другие современные препараты против ожирения. Молекулярная карта человеческого гипоталамуса может помочь точнее установить, какие клетки участвуют в действии подобных лекарств и какие дополнительные рецепторы пригодны для разработки терапии.
При этом исследование не проверяло действие лекарств и пока не предлагает готового метода снижения веса. Работа ограничена посмертными образцами мужского мозга, а наличие транскрипта еще не доказывает, что соответствующий рецептор активно работает. Полученные результаты предстоит проверить на более широкой выборке, включая ткани женского мозга, и подтвердить функциональными экспериментами.
Полученные данные помогают понять, как гипоталамус принимает сигналы о запасах энергии, состоянии иммунной системы и уровне гормонов. Эти сведения особенно важны для разработки препаратов против ожирения, поскольку многие прежние представления о работе таких нейронов основаны на опытах с грызунами.
«Этот подход открывает новое окно в молекулярные механизмы, регулирующие энергетический баланс, и указывает на возможные фармакологические мишени для контроля массы тела», — отмечают авторы работы.
Исследователи изучили два типа клеток. Нейроны AgRP усиливают аппетит и способствуют накоплению энергии, а нейроны POMC, напротив, подавляют прием пищи и стимулируют расход энергии. В каждом типе клеток ученые обнаружили от 14 тыс. до 16 тыс. транскриптов — молекул РНК, по которым можно определить, какие гены были активны.
Для анализа использовали посмертные образцы гипоталамуса семи мужчин. Сначала ученые пометили нужные клетки с помощью антител, затем вырезали их из срезов мозга лазером и провели секвенирование РНК. Метод, получивший название IHC/LCM-Seq, позволяет исследовать активность генов в точно определенных типах клеток даже в зафиксированной формальдегидом ткани.
Нейроны AgRP оказались особенно богаты рецепторами воспалительных цитокинов, гормонов обмена веществ и гормона роста. В клетках POMC ученые обнаружили рецепторы половых гормонов, глюкагоноподобных пептидов, кальцитонина и эндоканнабиноидов. Кроме того, эти клетки отличались набором регуляторных РНК, факторов транскрипции и веществ, используемых для передачи сигналов другим нейронам.
Особый интерес представляет присутствие в нейронах POMC рецепторов GLP-1. На этот же сигнальный путь воздействуют семаглутид и некоторые другие современные препараты против ожирения. Молекулярная карта человеческого гипоталамуса может помочь точнее установить, какие клетки участвуют в действии подобных лекарств и какие дополнительные рецепторы пригодны для разработки терапии.
При этом исследование не проверяло действие лекарств и пока не предлагает готового метода снижения веса. Работа ограничена посмертными образцами мужского мозга, а наличие транскрипта еще не доказывает, что соответствующий рецептор активно работает. Полученные результаты предстоит проверить на более широкой выборке, включая ткани женского мозга, и подтвердить функциональными экспериментами.
