跟踪控制身体新陈代谢的大脑界面的发展

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由 MedUni Vienna 大脑研究中心领导的一个研究小组描绘了形成神经内分泌指挥中心的细胞类型在大脑发育过程中如何进化，神经内分泌指挥中心几乎控制身体新陈代谢的所有方面。该研究采用最先进的工具在分子水平上区分细胞，显示了许多神经细胞完全出乎意料的起源和发育程序，并描述了数百万神经元如何在出生时组装成一个精确编织的网络。他们还发现了称为转录因子网络的关键分子特征，其损伤与肥胖、创伤后压力和睡眠不足(发作性睡病/失眠)直接相关。

该研究发表在《自然》杂志上，研究了下丘脑如何在小鼠模型和人类疾病相关的全基因组关联数据中发育。下丘脑包含一个由神经内分泌命令神经元组成的万花筒，这些神经元协调荷尔蒙反应，以对抗一个人一生中经历的几乎任何外周刺激。下丘脑中枢是调节压力、体温、睡眠和昼夜周期、生殖、食物和液体摄入以及体重等的核心。研究人员面临的一个关键困难是下丘脑进化为在最小的脑容量中容纳其多种细胞类型，因此无疑是大脑中异质性和功能最复杂的区域。

该研究主要依赖于单细胞 RNA 测序，这是对细胞类型进行分子分析的最先进工具包。来自数万个细胞的数据被整合以了解神经细胞何时何地诞生，它们如何找到它们的最终位置并成熟为可以协调荷尔蒙反应的神经元类型，以及它们通过什么机制感知身体信号并将这些信号传递给更高的大脑中心。结果，他们不仅能够合理化过去一个世纪已证明存在于成人下丘脑中的所有神经元类型的组织，而且还发现了迄今为止未知的神经元。

研究小组特别研究了多巴胺神经元，它抑制催乳素的释放，一旦从垂体释放，催乳素是调节生育能力和怀孕后产奶量的激素。他们发现这些细胞起源于前体细胞，这些前体细胞宁愿转换身份也不愿专门产生单一类型的神经元。随后，它们成为至少九种多巴胺细胞亚型之一。研究还表明，多巴胺细胞的分化程序受一组独特的分子、转录因子的调节，这些分子在人类中的突变会诱发肥胖和异常的应激反应。因此，神经元携带相同的神经递质(即用于与其他神经细胞通信的信号分子)的概念)在功能上相似甚至相同，通过同时使用神经递质、激素和其他信号分子，被“功能多样性的分子异质性编码”的概念打破和取代。

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