การสื่อสาร

"การค้นพบเซลล์ประสาทเหล่านี้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าสมองของคุณกำลังสำรวจไขมันของคุณอย่างจริงจัง แทนที่จะรับข่าวสารเกี่ยวกับมันอย่างเฉยเมย" Li Ye, PhD, ประธาน Abide-Vividion สาขา Chemistry and Chemical Biology กล่าว และรองศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาศาสตร์ที่ Scripps Research "ความหมายของการค้นพบนี้มีความลึกซึ้ง" "นี่เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่าเซลล์รับความรู้สึกมีความสำคัญต่อสุขภาพและโรคในร่างกายมนุษย์อย่างไร" ผู้ร่วมวิจัยอาวุโสและศาสตราจารย์ Ardem Patapoutian, PhD ผู้ซึ่งเป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบลและผู้วิจัยสถาบัน Howard Hughes Medical Institute กล่าว ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เนื้อเยื่อไขมันจะกักเก็บพลังงานในรูปของเซลล์ไขมัน และเมื่อร่างกายต้องการพลังงาน ก็จะปล่อยพลังงานที่สะสมไว้ออกมา นอกจากนี้ยังควบคุมโฮสต์ของฮอร์โมนและโมเลกุลส่งสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับความหิวและการเผาผลาญอาหาร ในโรคต่าง ๆ เช่น โรคเบาหวาน โรคไขมันพอกตับ โรคหลอดเลือด และโรคอ้วน การเก็บพลังงานและการส่งสัญญาณมักจะผิดพลาด นักวิจัยทราบมานานแล้วว่าเส้นประสาทขยายเข้าไปในเนื้อเยื่อไขมัน แต่สงสัยว่าไม่ใช่เซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่นำข้อมูลไปยังสมอง ส่วนใหญ่ตั้งสมมติฐานว่าเส้นประสาทในไขมันเป็นของระบบประสาทซิมพาเทติกเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นเครือข่ายที่รับผิดชอบการตอบสนองแบบสู้หรือหนี ซึ่งจะเปิดเส้นทางการเผาผลาญไขมันในช่วงเวลาที่มีความเครียดและการออกกำลังกาย ความพยายามที่จะชี้แจงประเภทและหน้าที่ของเซลล์ประสาทเหล่านี้เป็นเรื่องยาก วิธีที่ใช้ในการศึกษาเซลล์ประสาทที่อยู่ใกล้พื้นผิวของร่างกายหรือในสมองทำงานได้ไม่ดีนักในเนื้อเยื่อไขมัน ซึ่งเส้นประสาทยากต่อการมองเห็นหรือกระตุ้น Ye และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาวิธีการใหม่สองวิธีที่ช่วยให้พวกเขาสามารถเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ได้ ประการแรก การสื่อสาร วิธีการสร้างภาพที่เรียกว่า HYBRiD ทำให้เนื้อเยื่อของหนูโปร่งใส และทำให้ทีมติดตามเส้นทางของเซลล์ประสาทได้ดียิ่งขึ้นเมื่อพวกมันเล็ดลอดเข้าไปในเนื้อเยื่อไขมัน นักวิจัยค้นพบว่าเกือบครึ่งหนึ่งของเซลล์ประสาทเหล่านี้ไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบประสาทซิมพาเทติก แต่เชื่อมต่อกับปมประสาทรากหลังแทน ซึ่งเป็นพื้นที่ของสมองซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดเซลล์ประสาทรับความรู้สึกทั้งหมด เพื่อตรวจสอบบทบาทของเซลล์ประสาทเหล่านี้ในเนื้อเยื่อไขมันได้ดียิ่งขึ้น กลุ่มวิจัยได้หันไปใช้เทคนิคใหม่ที่สอง ซึ่งพวกเขาตั้งชื่อว่า ROOT สำหรับ "เวกเตอร์ถอยหลังเข้าคลองที่ปรับให้เหมาะกับการติดตามอวัยวะ" ROOT ให้พวกมันเลือกทำลายเซลล์ประสาทรับความรู้สึกส่วนย่อยๆ ในเนื้อเยื่อไขมันโดยใช้ไวรัสเป้าหมาย แล้วสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้น Yu Wang นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากทั้งห้องทดลอง Ye และ Patapoutian และผู้เขียนบทความฉบับใหม่กล่าวว่า "งานวิจัยนี้เกิดขึ้นได้จริงๆ ด้วยวิธีการใหม่ๆ เหล่านี้ "เมื่อเราเริ่มโครงการนี้ครั้งแรก ยังไม่มีเครื่องมือที่จะตอบคำถามเหล่านี้" การทดลองพบว่าเมื่อสมองไม่ได้รับข้อความทางประสาทสัมผัสจากเนื้อเยื่อไขมัน โปรแกรมที่กระตุ้นโดยระบบประสาทซิมพาเทติกที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนไขมันขาวเป็นไขมันสีน้ำตาลจะทำงานมากเกินไปในเซลล์ไขมัน ส่งผลให้เซลล์ไขมันมีขนาดใหญ่กว่าปกติ แผ่นไขมันปกติที่มีไขมันสีน้ำตาลในระดับสูงเป็นพิเศษ ซึ่งจะสลายโมเลกุลไขมันและน้ำตาลอื่น ๆ เพื่อสร้างความร้อน แท้จริงแล้ว สัตว์ที่มีเซลล์ประสาทสัมผัสถูกปิดกั้น และการส่งสัญญาณความเห็นอกเห็นใจในระดับสูง มีอุณหภูมิร่างกายสูงขึ้น การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าเซลล์ประสาทรับความรู้สึกและเซลล์ประสาทที่เห็นอกเห็นใจอาจมีสองหน้าที่ที่ตรงกันข้ามกัน โดยเซลล์ประสาทที่เห็นอกเห็นใจจำเป็นต้องเปิดการเผาผลาญไขมันและการผลิตไขมันสีน้ำตาล และเซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่จำเป็นในการลดโปรแกรมเหล่านี้ "สิ่งนี้บอกเราว่าไม่ใช่แค่คำสั่งเดียวที่สมองจะส่งเนื้อเยื่อไขมัน" หลี่กล่าว "มันเหมาะสมกว่านั้น เซลล์ประสาททั้งสองประเภทนี้ทำหน้าที่เหมือนคันเร่งและเบรกสำหรับการเผาผลาญไขมัน" ทีมงานยังไม่ทราบแน่ชัดว่าเซลล์รับความรู้สึกใดที่ส่งสารไปยังสมองจากเนื้อเยื่อไขมัน ทราบเพียงว่าการเชื่อมต่อและการสื่อสารเป็นกุญแจสำคัญในการรักษาไขมันให้แข็งแรง พวกเขากำลังวางแผนการวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับสิ่งที่เซลล์ประสาทรับรู้และดูว่ามีเซลล์อื่นที่คล้ายกันในอวัยวะภายในเพิ่มเติมหรือไม่