生命学院沈伟组与合作者发现大脑内部感应温度和维持体温的关键分子

ON2022-12-07CATEGORY科研进展

近日,澳门新莆京3787生命科学与技术学院沈伟课题组在国际著名学术期刊《神经元》(Neuron在线发表题为Hypothalamic warm-sensitive neurons require TRPC4 channel for detecting internal warmth and regulating body temperature in mice的研究论文报道发现TRPC4是大脑感应内部温度和维持体温的关键分子,并提示其是调节体温的新型分子靶点。

恒定的体温是哺乳动物生存和高效进行各项生命活动的必要条件。下丘脑体温调节中心视前区(POA通过外部温度变化驱动的前馈调节机制内部温度变化驱动的反馈调节机制,实现体温恒定。相较于前馈调节机制的研究进展,反馈调节机制的研究目前还存在诸多空白。

研究团队巧妙利用激光的热效应制作出适用于小鼠模型的大脑控温装置,能够在小鼠自由活动状态下精准改变并测定大脑内部温度。实验证实了小鼠下丘脑中存在感应热信号的内部感受器——热敏神经元,可反馈性降低核心体温。

为了寻找介导内部温度感受的分子,本工作对已发表的单细胞RNA测序数据进行重新分析,筛选出一些可能参与大脑内部温度感受的TRP离子通道。而后通过基因敲除、RNA干扰、电生理等一系列手段发现并证实了TRPC4介导了POA亚区——内侧视前区MPA)的抑制型热敏神经元感受温度、设定体温、抵抗高温和发烧等关键过程,是重要的体温调节分子。进一步研究发现,TRPC4的激动剂和抑制剂可双向调节体温,提示其可能为临床低体温疗法和体温调节疾病,如热休克中枢性发热等的治疗提供新型药靶。

 

图1. 本研究总结示意图。

 

澳门新莆京3787生命科学与技术学院常任教授沈伟、澳门新莆京3787免疫化学研究所助理研究员杨文以及成都医学院体温与炎症四川省高校重点实验室教授张洁为本研究的共同通讯作者。沈伟课题组2017级博士生周倩、2017级博士生付昕以及成都医学院体温与炎症四川省高校重点实验室助理研究员胥建辉为本文共同第一作者。澳门新莆京3787(生命科学与技术学院、上海临床研究中心、免疫化学研究所)为第一完成单位。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.11.008