Руслана Зайцева /
Лента
8 ноября 2024
Для лептина нашли новые мишени в дугообразном ядре гипоталамуса
Через них лептин подавляет аппетит
Американские ученые сообщили об открытии новой популяции нейронов-мишеней для гормона жировой ткани лептина. Ими оказались нейроны дугообразного ядра гипоталамуса, экспрессирующие базонуклин 2. Под воздействием лептина эти нейроны напрямую ингибируют AgRP-нейроны и тем самым подавляют аппетит у мышей. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Tan, H.L., Yin, L., Tan, Y. et al. Leptin-activated hypothalamic BNC2 neurons acutely suppress food intake. Nature (2024).
Вырабатываемый жировой тканью лептин поддерживает гомеостатический контроль массы жировой ткани путем регуляции потребления пищи и энергетического баланса. Это происходит за счет ингибирования AgRP-нейронов и нейронов, экспрессирующих нейропептид Y, а также активации нейронов, экспрессирующих гипоталамический проопиомеланокортин (POMC-нейроны). Все эти нейроны находятся в дугообразном ядре гипоталамуса.
В целом, две популяции нейронов — AgRP-нейроны и POMC-нейроны — антагонистически регулируют потребление пищи, опосредованное лептином. Однако функциональные эффекты и динамика процессов этих нейронов различаются в нескольких важных аспектах, и ряд данных указывает на существование других нейронных популяций, чувствительных к лептину, которые могут иметь решающее значение для управляемого лептином контроля потребления пищи и массы тела.
Исследователи под руководством Джеффри Фридмана (Jeffrey Friedman) из Рокфеллеровского университета провели систематическое профилирование транскриптомов нейронов дугообразного ядра гипоталамуса мышей с использованием одноядерного РНК-секвенирования. Выяснилось, что в одном из кластеров присутствуют ранее не описанные нейроны, экспрессирующие рецептор лептина. Ими оказались нейроны, экспрессирующие базонуклин 2 (BNC2-нейроны) — белок семейства базонуклин-цинковых пальцев, который участвует в регуляции сплайсинга мРНК, процессинга, транскрипции и играет важную роль в раннем эмбриональном развитии.
Для дальнейшего изучения динамики и функционирования BNC2-нейронов ученые вывели линию мышей с нокаутом гена BNC2. Эксперименты показали, что BNC2-нейроны реагируют на сенсорные сигналы, связанные с едой, в зависимости от опыта, и что потребление пищи еще больше активизирует эти нейроны. В эксперименте мышам, которые голодали в течение ночи, на две или десять минут давали пищу. После того как еду убирали, активность BNC2-нейронов быстро снижалась, и, напротив, она оставалась высокой при постоянном доступе к пищи.
Дальнейшие молекулярные исследования показали, что часть сенсорных сигналов, которые подавляют AgRP-нейроны и снижают аппетит после приема пищи, передаются BNC2-нейронами. Затем несколько опытов продемонстрировали, что лептин повышает активность BNC2-нейронов. Они, в свою очередь, напрямую ингибируют активность AgRP-нейронов, что приводит к подавлению аппетита.
Удаление рецепторов лептина в BNC2-нейронах вызывало чрезмерное повышение аппетита и приводило к ожирению у мышей. Подобные изменения наблюдались и при нокауте генов рецепторов лептина в AgRP-нейронах. Примечательно, что ученые также наблюдали улучшение толерантности к глюкозе и повышение чувствительности к инсулину у мышей после активации BNC2-нейронов.
Таким образом, ученые приходят к выводу, что популяция BNC2-нейронов в дугообразном ядре гипоталамуса непосредственно и быстро регулирует питание и энергетический баланс. Эти результаты добавляют новый важный компонент в нейронную цепь, ответственную за аппетит и его нарушения, и добавляют знаний о механизмах, с помощью которых лептин регулирует эту систему. Потенциально, фармакологическая активация этих нейронов может иметь терапевтическое значение для снижения веса.
Источник текста: издание Nplus1 cтатья Для лептина нашли новые мишени в дугообразном ядре гипоталамусе.
Спустя три года после госпитализации по поводу COVID-19 у большинства пациентов все еще наблюдались легкие или тяжелые когнитивные и психиатрические нарушения. Тяжесть депрессии, тревожности и усталости через два-три года оказалась более выраженной, чем спустя полгода и год после заболевания. У четверти пациентов когнитивные нарушения привели к смене профессии. Ученые из Оксфордского университета и Королевского колледжа Лондона оценили распространенность когнитивных нарушений спустя два-три года после госпитализации по поводу COVID-19, а также определили их влияние на профессиональную деятельность. Результаты исследования C-Fog опубликованы в журнале The Lancet. Cognitive and psychiatric symptom trajectories 2–3 years after hospital admission for COVID-19: a longitudinal, prospective cohort study in the UK Taquet, MaximeLone, Nazir et al. The Lancet Psychiatry, Volume 11, Issue 9, 696 - 708 Анализ показал, что спустя два-три года после перенесенной коронавирусной инфекции участники набрали значительно более низкие, чем ожидалось, баллы по всем когнитивным тестам. Средний дефицит был эквивалентен 10 баллам IQ. У каждого девятого пациента были выявлены объективные признаки серьезных когнитивных нарушений, которые соответствовали разнице в 30 баллов IQ. Спустя два-три года большинство участников сообщили о наличии легкой тревожности (74,5%), усталости (53,5%) или субъективном снижении когнитивных способностей (52,1%). Больше 20% пациентов столкнулись с тяжелыми формами тревожности и когнитивных нарушений. Причем тяжесть депрессии, тревожности и усталости через два-три года оказалась более выраженной, чем спустя полгода и год после заболевания. Выраженность симптомов зависела не от тяжести перенесенного COVID-19, а от степени восстановления в течение первого полугода после коронавирусной инфекции. Более четверти участников (26,9%) сменили профессию после перенесенного COVID-19, причем самой распространенной причиной стали объективные и субъективные когнитивные дефициты. Анализировали данные 2469 участников исследования PHOSP-COVID, из которых 475 человек предоставили данные при 2–3-летнем наблюдении. Участники выполнили восемь когнитивных тестов, заполнили опросники на предмет оценки депрессии, тревожности и усталости, а также прошли опросник индекса когнитивных изменений (CCI-20) для оценки субъективного снижения когнитивных способностей. Авторы заключили, что психиатрические и когнитивные симптомы усиливаются в течение первых двух-трех лет после госпитализации по поводу COVID-19. Таким пациентам необходимо дополнительное медицинское наблюдение и помощь в восстановлении когнитивных способностей.
Показать полностью…
0:40 Презентация лаборатории когнитивных исследований Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова "Когнитивные исследования инсайта".
Спикер: Коровкин Сергей Юрьевич доктор психологических наук, доцент, научный руководитель лаборатории когнитивных исследований, доцент кафедры общей психологии ЯрГУ им. П.Г. Демидова
1:01:00 Интересный пациент: можно ли жить без мозга
Спикер: Паевский Алексей, научный журналист, популяризатор науки, главный редактор портала "Нейроновости"
2:00:16 Всероссийский урок по нейронаукам
Спикер: Тимур Бергалиев,генеральный директор BiTronics Lab, руководитель Открытой лаборатории искусственного интеллекта МФТИ
3:03:28 Медицинский искусственный интеллект: диагностика заболеваний мозга
Спикер: Анна Хоружая, Врач лучевой диагностики, младший научный сотрудник Центра диагностики и телемедицины Департамента здравоохранения Москвы
Немецкие и британские молекулярные биологи пометили пчёл QR-кодами - чтобы выявить у них ген, который играет ключевую роль в формировании нейронов, связанных с программой коллективного поведения.
Европейские молекулярные биологи выяснили, что ключевую роль в формировании нейронов, связанных с программой коллективного поведения рабочих особей пчел играет ген dsx, который у других насекомых связан с определением пола потомства. Понимание этого поможет ученым раскрыть историю появления социального поведения у насекомых, сообщила пресс-служба немецкого Дюссельдорфского университета им. Генриха Гейне (HHU).
"В отличие от животных и людей, пчелы не усваивают, а наследуют тот репертуар поведения и те функции, которые они исполняют внутри колоний-ульев. До настоящего времени мы не знали, как именно кодируется эта необычно сложная программа поведения. Мы обнаружили, что всем этим управляет уже известный науке ген dsx, играющий в ДНК пчел особую роль", - пояснил профессор HHU Мартин Бейе, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Профессор Бейе и его коллеги совершили это открытие в процессе изучения того, какие участки ДНК в геноме пчел играют важную роль в формировании так называемых грибовидных тел, своеобразных "больших полушарий" мозга насекомых. У пчел и других коллективных перепончатокрылых насекомых эти отделы нервной системы обладают необычно большими размерами, что может быть связано со сложным социальным поведением этих существ.
Для раскрытия механизмов роста грибовидных тел биологи из Германии и их коллеги из Британии проследили за тем, какие гены, связанные с развитием нервной системы, были активны в разных регионах мозга пчел. Для этого ученые поменяли структуру этих участков ДНК так, что их активация заставляла нейроны светиться, а также внесли в эти гены мутации при помощи "нобелевского" геномного редактора CRISPR/Cas9 и проследили, как подобные "опечатки" повлияли на поведение пчел.
Исследователи ввели зеленый флуоресцентный белок (GFP) в последовательность dsx , чтобы GFP производился вместе с белком dsx. После этого нейронные цепи можно было просматривать с помощью флуоресцентной микроскопии как у немодифицированных пчел, так и у пчел с генетическими модификациями.
«Мы смогли использовать эти инструменты, чтобы точно увидеть, какие нейронные пути ген dsx создает в мозге и как этот ген, в свою очередь, определяет унаследованные поведенческие модели медоносных пчел», — объясняет докторант Яна Сейлер, которая также является соавтором исследования.
Биологи использовали генетические ножницы CRISPR/Cas9 в своих исследованиях, чтобы изменить или отключить ген dsx у выбранных пчел. Они пометили QR-кодом каждую "обработанную" пчелу, затем отслеживали их поведение в улье с помощью камер. Полученные видеопоследовательности были проанализированы с помощью искусственного интеллекта для определения индивидуальных поведенческих моделей пчел.
Опыты показали, что ключевую роль в работе генетической программы коллективного поведения пчел играл ген dsx, обычно отвечающий за определение пола у мушек-дрозофил и других несоциальных видов насекомых.
Один из авторов Вивьен Зоммер: «Ген программирует, будет ли рабочая пчела выполнять задачу в колонии и как долго. Это включает в себя коллективные задачи, такие как забота о личинках или поиск пищи, а также социальный обмен источниками пищи, например».
Мутации в данном регионе ДНК у пчел приводят к тому, что рабочие особи начинают вдвое реже заглядывать в соты с расплодом и значительно реже кормить личинок, при этом индивидуальные аспекты поведения пчел не меняются.
По словам исследователей, развитие этих сбоев в работе коллективной программы поведения пчел сопровождались существенными переменами в структуре той части грибовидного тела, которая отвечает за интеграцию информации, поступающей из разных органов чувств. Последующее изучение этих перестроек в архитектуре данного региона мозга пчел, как надеются ученые, поможет раскрыть другие генетические компоненты этой программы поведения, а также изучить ее эволюционные корни.
Зоммер: «Наш центральный вопрос заключался в том, изменились ли и каким образом унаследованные поведенческие модели в результате генной модификации. Такие изменения должны отражаться в нервной системе рабочих пчел, где контролируется определенное поведение».
«Наши результаты указывают на фундаментальную генетическую программу, которая определяет нейронную сеть и поведение рабочих пчел», — говорит профессор Вольфганг Рёсслер с кафедры поведенческой физиологии и социобиологии в Университете Вюрцбурга.
На следующем этапе исследователи хотят перейти от уровня отдельной медоносной пчелы к суперорганизму пчелиной колонии. Алина Штурм, которая также является докторантом в HHU и соавтором исследования, добавляет: «Мы надеемся найти связь между индивидуальным программированием и скоординированным поведением многих особей».
Ссылка на научную статью учёных:
Vivien Sommer, Jana Seiler, Alina Sturm, Sven Köhnen, Anna Wagner, Christina Blut, Wolfgang Rössler, Stephen F. Goodwin, Bernd Grünewald, Martin Beye. Dedicated developmental programing for group-supporting behaviors in eusocial honeybees. Science Advances (2024).
DOI: 10.1126/ sciadv. adp3953
Для написания поста использовался материал научно-популярного издания Eurekalert:
Bee gene specifies collective behavior
Изображение: каждая пчела помечена QR-кодом, чтобы можно было отслеживать ее индивидуальное поведение. (Фото: HHU / Кристоф Каван)
