《Cell》：神经发育基因如何影响体重？

剑桥大学和洛杉矶儿童医院的研究人员带领全球科学家进行了一项独特的合作研究，他们已经确定了一组连接大脑体重中心的生物分子。

近日发表在Cell杂志的一篇文章，在剑桥大学Sadaf Farooqi博士、洛杉矶儿童医院的Sebastien Bouret博士带领下，研究团队发现了指导大脑发育过程的关键基因。

“我们知道大脑里有个叫下丘脑的区域，在调节食物摄入和血糖方面起着非常重要的作用，”Bouret解释说，他也是南加州大学凯克医学院的儿科副教授。

多年来，肥胖流行趋势研究一直聚焦于下丘脑。在美国，肥胖影响了将近1400万儿童和青少年。“我们还不明白，下丘脑的回路是如何被组织起来的，以及什么才是控制这个过程的关键。”理解这些内容很重要，因为只有建立正确电路，大脑才能最终执行复杂的功能，比如保持适当体重。

为什么某些脑细胞连接到一个区域，而专门避开其他邻近细胞呢？Bouret实验室致力于研究大脑如何实现精准布线，并发现形成特定、复杂连接过程中的不利影响，以解决儿童肥胖发育问题。

Bouret正在研究一组信号素分子（semaphorins），它们在发育中的下丘脑内大量存在。脑细胞释放信号素与其他脑细胞通讯。这些信息充当一种线路图，引导细胞接近或远离其他细胞。但是，当线路图不能正常工作时，大脑会发生什么呢？Bouret实验室的Sophie Croizier博士阻断了下丘脑细胞中的信号素信号，她发现脑细胞不再像人们想象的那样生长，表明信号素为其提供了一张必要的地图。除了无法建立联系外，临床前模型中，信号素功能丧失也会导致体重增加。“我们看到，信号素在引导和塑造下丘脑电路发展，这些电路最终调节卡路里的摄取，”Bouret解释说。

但故事并没有就此结束。

剑桥大学的Farooqi教授也在分析肥胖个体的遗传信息。Farooqi的研究小组检测了1000个DNA样本，发现早发性肥胖个体的信号素信号转导基因突变比健康个体罕见。意味着，肥胖者的信号素信号罕有突变，阐明了信号素与肥胖之间的关系。“我们现在已经发现了建立这些电路的精确神经连接基因，”Farooqi实验室的Agatha van der Klaauw博士、本文共同一作说道。“这项工作为调节食欲和新陈代谢相关下丘脑电路发育提供了新见解。”

多方面研究使我们更清晰地了解了大脑发育过程，信号素信号似乎塑造了大脑的物理结构，并影响着体重控制电路。

参考文献：

Human Semaphorin 3 Variants Link Melanocortin Circuit Development and Energy Balance