Ученые редко получают то, что они описывают как "чистый" результаты, не тратя много времени на повторение одного и того же эксперимента снова и снова. Но когда исследователи увидели, что мыши, с которыми они работали, увеличили свой вес вдвое в течение месяца или двух, они поняли, что что-то поняли.
"Около 20 лет назад мы сделали большой шаг вперед в нашем понимании ожирения, когда исследователи обнаружили, что наш аппетит контролируется ключевой молекулой, называемой лептином. Лептин – это гормон, который вырабатывается нашими жировыми клетками и доставляется кровью в мозг, чтобы сообщить мозгу, что мы сыты и можем перестать есть," объясняет доктор. Майя Кокоева, которая связана как с Университетом Макгилла, так и с Научно-исследовательским институтом Медицинского центра Университета Макгилла. "Но даже несмотря на то, что рецепторы лептина были вскоре обнаружены в гипоталамусе, области мозга, которая регулирует потребление пищи и массу тела, остается неясным, как именно обнаруживается лептин."
Итак, около четырех лет назад Кокоева и ее команда начали исследовать, какие клетки мозга могут играть роль в процессе восприятия лептина и набора веса. Оказывается, ответ кроется в средней возвышенности.
"Защита" а также "сохранение" клетки в оживленном месте
Срединное возвышение – это структура мозга у основания гипоталамуса. Это немного похоже на оживленный центр или рынок, через который гормоны и молекулы различных видов перемещаются в обоих направлениях между мозгом и кровотоком, чтобы обеспечить бесперебойную работу организма.
Исследовательская группа Макгилла обнаружила, что без определенной группы клеток (известной как клетки NG2-глии) на среднем возвышении рецепторы лептина в головном мозге никогда не получают сообщения от тела, говорящие ему о том, что он насыщен.
"Большая часть мозга – это хорошо защищенная крепость, предназначенная для защиты хрупких нервных клеток," говорит Кокоева. "Среднее возвышение находится за пределами этих защит, и поэтому может быть опасной средой для нервных клеток, которые обнаруживают лептин. Мы думаем, что клетки NG2-глии действуют, поддерживая и защищая нейроны рецептора лептина, позволяя им указывать организму, когда следует прекратить есть."
Решающая роль медианного возвышения в увеличении веса
"У нас появился интерес к клеткам NG2-глии в этой специфической части мозга, потому что в отличие от нейронов в течение большей части нашей взрослой жизни эти клетки постоянно делятся, и они делают это наиболее активно в средней части мозга," говорит Тина Джого, докторант Макгилла и один из двух ведущих авторов исследования, опубликованного на этой неделе в журнале Cell Metabolism. "Но хотя эти клетки были впервые описаны около тридцати лет назад, до сих пор было трудно определить их точные функции в мозге взрослого человека."
Из-за их особенно высокого оборота в среднем значении исследователи задались вопросом, могут ли клетки NG2-глии играть роль в восприятии лептина и, следовательно, в контроле аппетита. Таким образом, они использовали лекарство, чтобы убить клетки NG2-глии на средней высоте группы мышей, а затем наблюдали, есть ли разница в потреблении пищи. Результаты были ошеломляющими.
В течение трех дней после начала приема лекарства некоторые из мышей окрестили "выигравшие" уже начали есть больше по сравнению с контрольной группой мышей, которые не получали лекарства. А через 30 дней после этого вес некоторых мышей увеличился вдвое – с 25 граммов до примерно 50 граммов.
"Но что нас больше всего волновало, так это то, что, хотя NG2-глия обнаруживается в разных частях мозга" объясняет Сара Робинс, научный сотрудник, который также был ведущим автором этого исследования, "только когда мы удалили эти клетки с среднего возвышения, мы увидели это явное увеличение массы тела."
Возможное объяснение увеличения веса у пациентов с опухолью головного мозга
Затем исследователи подтвердили роль клеток NG2-глии в срединном значении в контроле аппетита с помощью экспериментов с использованием генетически модифицированных мышей, а также с помощью облучения. Это последнее открытие предложило объяснение ранее необъяснимого феномена у людей, переживших рак мозга.
"Люди, которые лечились от опухолей головного мозга с помощью радиации для блокирования пролиферации клеток, часто набирают лишний вес," говорит Кокоева. "Однако удовлетворительного объяснения никогда не было, но наши эксперименты на мышах теперь показывают, что причиной этого увеличения веса может быть потеря NG2-глии в среднем возвышении в результате радиации."
Исследователи надеются, что идентификация NG2-глии на среднем уровне в качестве важнейших элементов контроля массы тела и аппетита проложит путь к новым целевым подходам к борьбе с ожирением, направленным на поддержание или увеличение популяции NG2-глии на среднем уровне.