研究发现维持哺乳动物正常体温的关键神经元

名古屋大学

日本名古屋大学的一个研究小组报告说，大脑视前区的一组名为EP3神经元的神经元在哺乳动物的体温调节中起着关键作用。这一发现可能为开发人工调节体温的技术铺平道路，从而帮助治疗中暑、体温过低甚至肥胖症。这项新研究发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。

人类和许多其他哺乳动物的体温调节在大约37°C（98.6°F），这样可以优化所有调节功能。当体温明显偏离正常范围时，功能就会受损，可能导致中暑、体温过低，最严重的情况是死亡。不过，如果能人为地将体温调节到正常范围，这些情况都有可能得到治疗。

大脑的体温调节中枢位于视前区，它是下丘脑的一部分，控制着人体的重要功能。例如，当视前区接收到因感染而产生的前列腺素 E（PGE2）介质发出的信号时，该区域就会发布升高体温的指令，以对抗病毒、细菌和其他致病生物。

然而，目前还不清楚究竟是视前区的哪些神经元在释放提高或降低体温的指令。为了找出这些神经元，名古屋大学的中村和博教授、中村佳子讲师及其同事与顺天堂大学的广木博之教授合作，利用大鼠进行了一项研究。他们重点研究了视前区表达 PGE2 的 EP3 受体的 EP3 神经元，并调查了其调节体温的功能。

中村教授及其同事首先研究了视前区 EP3 神经元的活动如何随环境温度的变化而变化。大鼠舒适的环境温度约为 28°C。研究人员将大鼠暴露在低温（4°C）、室温（24°C）和高温（36°C）环境中两个小时。结果显示，暴露在36°C的环境中会激活EP3神经元，而暴露在4°C和24°C的环境中则不会。

研究小组随后观察了视前区EP3神经元的神经纤维，以确定EP3神经元信号的传输位置。观察结果显示，神经纤维分布到大脑的各个区域，尤其是激活交感神经系统的背内侧下丘脑（DMH）。他们的分析还表明，EP3神经元向DMH传递信号所使用的物质是γ-氨基丁酸（GABA），这是一种抑制神经元兴奋的主要物质。

为了进一步研究 EP3 神经元在体温调节中的作用，研究人员利用化学遗传学方法人为地操纵了它们的活动。他们发现，激活这些神经元会导致体温下降，而抑制其活性则会导致体温上升。

综上所述，这项研究表明，视前区的EP3神经元通过释放GABA向DMH神经元发出抑制信号来控制交感神经反应，从而在体温调节中发挥关键作用。"该研究的第一作者中村教授说："也许，视前区的EP3神经元可以精确调节信号强度，从而微调体温。

"例如，在炎热的环境中，信号会增强以抑制交感神经的输出，从而增加皮肤的血流量，以促进身体热量的散发，防止中暑。然而，在寒冷环境中，激活交感神经输出的信号会减少，从而促进棕色脂肪组织和其他器官产生热量，防止体温过低。此外，在感染时，PGE2 作用于 EP3 神经元，抑制其活性，从而激活交感神经输出，导致发烧"。

这项研究的发现可能会为开发人工调节体温的技术铺平道路，这种技术可应用于广泛的医学领域。有趣的是，这种技术可能有助于治疗肥胖症，通过保持体温略高于正常值来促进脂肪燃烧。

"此外，这项技术还能为人们在更炎热的全球环境中生存提供新的策略。

(责任编辑：泉水)

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