與 RIKEN 合作,由筑波大學的 Takeshi Sakurai 教授領導的研究小組確定了一種新的神經迴路,可以在小鼠中誘導類似冬眠的狀態。預計它將導致醫學應用和人類進入太空。

 冬眠的動物消耗的氧氣比正常動物少百分之幾,體溫過低,比外界氣溫高幾度,但會自發地恢復到原來的狀態,而不會造成組織損傷。這種“控制性低代謝”可以避免因外傷和疾病對組織造成的損傷,有望在臨床上得到應用。然而,由於通常用於實驗動物的小鼠和大鼠不冬眠,冬眠的機制尚不清楚。

 在這項研究中,我們發現小鼠大腦的一部分(下丘腦)神經細胞的興奮會在幾天內顯著降低小鼠的體溫和新陳代謝。這組神經細胞被命名為Q神經(睡眠誘導神經),刺激這股Q神經引起的低代謝被命名為QIH。

 當小鼠處於QIH時,運動和進食幾乎消失,體溫設定點(大腦為維持恆定體溫而設定的溫度)降低。QIH前後運動能力和記憶力的測量及內臟組織的觀察均未見異常,情況與冬眠非常相似。此外,當大鼠(一種非滯育囓齒動物)的 Q 神經興奮時,證實了與小鼠一樣的長期和可逆的低代謝。

 這一次,由於可以在通常不冬眠的動物中誘發類似冬眠的狀態,因此人類也有可能誘發冬眠。如果實現人工冬眠,可以大大降低人體組織的需氧量,在危重病人轉運、再生器官儲備等醫療領域具有很高的應用價值。未來,它將為人類進入太空做出貢獻。

論文信息:[Nature] 離散神經元迴路在囓齒動物中誘導類似冬眠的狀態

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