2023年1月19日，中國科學(xué)院腦功能與疾病重點實驗室Tian Xue團(tuán)隊在《Cell》上發(fā)表題為“Light modulates glucose metabolism by a retina-hypothalamus-brown adipose tissue axis”的文章。他們的研究表明，視網(wǎng)膜-下丘腦視上核-棕色脂肪組織軸介導(dǎo)光對葡萄糖耐量的影響。

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研究簡介

對于地球上的生命來說，光是最重要的環(huán)境因素之一。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人造光是糖尿病和肥胖癥等代謝性疾病的高危因素之一。動物研究表明，通過改變光照模式擾亂晝夜節(jié)律會影響新陳代謝。最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，在慢性時差小鼠模型中，受干擾的葡萄糖代謝依賴于光強(qiáng)度，這暗示光可能能夠直接調(diào)節(jié)葡萄糖代謝。然而，光的代謝調(diào)節(jié)的神經(jīng)機(jī)制仍然難以捉摸。

在哺乳動物中，光感受器主要依賴于視網(wǎng)膜光感受。除了激活傳統(tǒng)的視桿和視錐光感受器之外，光還可以直接激活表達(dá)黑視蛋白的內(nèi)在光敏性視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ipRGCs)。在這項研究中，作者發(fā)現(xiàn)光可以通過激活支配下丘腦視上核(SON)的ipRGCs來顯著降低小鼠的葡萄糖耐量(GT)。SON中的加壓素神經(jīng)元投射到腦室旁核，然后投射到孤束核中的GABA能神經(jīng)元，最后投射到棕色脂肪組織(BAT)。這種神經(jīng)回路的光激活通過β3腎上腺素能信號直接阻斷BAT中的適應(yīng)性產(chǎn)熱，從而降低GT。與這些發(fā)現(xiàn)一致的是，光也會降低人體的葡萄糖代謝，BAT產(chǎn)熱在這一過程中發(fā)揮作用。

綜上所述，這項工作揭示了一個介導(dǎo)光對葡萄糖代謝影響的視網(wǎng)膜-SON-BAT軸，這可能解釋了人造光與代謝失調(diào)之間的聯(lián)系，提出了一種潛在的預(yù)防和治療葡萄糖代謝紊亂策略。