論文截圖

11月14日是第十六個(gè)“聯(lián)合國糖尿病日”。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),，2000年到2019年間糖尿病導(dǎo)致的死亡增加了3%,。近年來，中國糖尿病患病率持續(xù)高居不下,，2010年中國成人糖尿病患病率為11.6%,， 2018年為12.4%。需要注意,，糖尿病發(fā)病年齡逐步提早,，究其原因，這可能跟年輕人面臨的工作生活壓力,、焦慮狀態(tài)或情緒波動(dòng)有關(guān),。那么，情緒波動(dòng)與精神壓力導(dǎo)致血糖升高背后的病理機(jī)制是什么呢,？

11月8日,，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡稱“深圳先進(jìn)院”）腦認(rèn)知與腦疾病研究所/深港腦科學(xué)創(chuàng)新研究院王立平團(tuán)隊(duì)在國際知名期刊《細(xì)胞通訊》（Cell Reports）發(fā)表的最新研究成果回答了這個(gè)問題。賈香蓮博士為該研究成果的第一作者,，王立平研究員為論文的通訊作者,，深圳先進(jìn)院為論文第一單位。

事實(shí)上,，血糖調(diào)度作為一種機(jī)體應(yīng)對生理或心理壓力的本能且生死攸關(guān)的策略——即當(dāng)遇到危險(xiǎn)時(shí)機(jī)體能調(diào)動(dòng)能量儲備來進(jìn)行“逃跑或戰(zhàn)斗”,，從生物進(jìn)化伊始就被保守地傳遞下來，說明在動(dòng)物中大腦處理心理壓力和血糖代謝是存在一種“協(xié)調(diào)共享”的機(jī)制,。

王立平團(tuán)隊(duì)一直致力于本能行為的神經(jīng)機(jī)制研究,，利用動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合高精準(zhǔn)的神經(jīng)環(huán)路示蹤與調(diào)控技術(shù)來解釋機(jī)體如何通過行為輸出和生理調(diào)控維持穩(wěn)態(tài)的底層控制邏輯,。在該研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過一系列動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了大腦內(nèi)被壓力應(yīng)激激活的神經(jīng)環(huán)路可以通過投射到不同的下游腦區(qū)“平行處理”焦慮樣行為和血糖調(diào)節(jié),，這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步加深了對負(fù)性情緒與血糖代謝紊亂病理機(jī)制的理解,，也為未來干預(yù)精神系統(tǒng)和代謝系統(tǒng)共患病提供了新的潛在靶點(diǎn)。

身體束縛對小鼠來說是一種難受的刺激,，短暫的束縛即可引起小鼠產(chǎn)生負(fù)性情緒,，但并不會產(chǎn)生器質(zhì)性傷害。研究人員發(fā)現(xiàn)僅僅是5分鐘的身體束縛就引起了小鼠焦慮樣的行為,，同時(shí)伴隨血糖以及胰高血糖素的急性上升,，說明大腦能快速響應(yīng)外來刺激同時(shí)產(chǎn)生情緒反應(yīng)，進(jìn)而通過這一“環(huán)路平行處理”機(jī)制調(diào)控血糖改變,。

此外,，該團(tuán)隊(duì)綜合利用光遺傳調(diào)控、電生理記錄,、病毒示蹤等神經(jīng)科學(xué)前沿技術(shù),，還發(fā)現(xiàn)了終紋床核（BNST）的谷氨酸脫羧酶（Gad2）神經(jīng)元投射到下丘腦弓狀核（ARC）的神經(jīng)環(huán)路在這一過程中被顯著激活。

通過進(jìn)一步利用“三級神經(jīng)環(huán)路調(diào)控”策略結(jié)合化學(xué)遺傳學(xué)手段,，研究人員發(fā)現(xiàn)ARC可以分別投射到位于延髓（機(jī)體生命中樞）的中縫隱核（ROb）和孤束核（NTS）,，并且ARC投射到上述兩個(gè)下游核團(tuán)的細(xì)胞不完全是同一群。同時(shí),，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明,，運(yùn)用藥物遺傳學(xué)方法抑制ROb的活動(dòng)時(shí)，即便激活BNST-ARC環(huán)路產(chǎn)生焦慮樣行為,，也不會出現(xiàn)血糖上升的現(xiàn)象,；相反，運(yùn)用藥物遺傳學(xué)抑制NTS的活動(dòng)時(shí),，BNST-ARC環(huán)路的激活,，雖然不會引起焦慮樣行為，但依舊會出現(xiàn)血糖上升,。這說明,，壓力來臨時(shí)，BNST-ARC-ROb環(huán)路是機(jī)體快速調(diào)用血糖所必不可少的,，而BNST-ARC-NTS則是影響機(jī)體是否出現(xiàn)焦慮行為的關(guān)鍵核團(tuán),。

兩條平行環(huán)路分別介導(dǎo)壓力引起的焦慮樣行為和血糖上升現(xiàn)象 研究團(tuán)隊(duì)供圖

“我們非常驚訝地發(fā)現(xiàn)大腦利用有限的神經(jīng)元資源，并通過精準(zhǔn)的分類和網(wǎng)絡(luò)連接,，協(xié)調(diào)行為和機(jī)體穩(wěn)態(tài),，實(shí)現(xiàn)對外來壓力的快速響應(yīng)。大腦作為機(jī)體'司令官’在感受外界環(huán)境挑戰(zhàn)的同時(shí)，特定神經(jīng)環(huán)路還可以迅速調(diào)控糖代謝狀態(tài),，其編碼的物理結(jié)構(gòu)和邏輯值得更加深入的探索?！钡谝蛔髡哔Z香蓮博士表示,。

“在我們的工作中已經(jīng)不是第一次發(fā)現(xiàn)大腦這種'高效’策略的存在，這次的發(fā)現(xiàn)說明大腦在'共享’的基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過更為細(xì)致精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來統(tǒng)籌動(dòng)物的情緒行為和機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)維持,；相信這種保守而通用的編碼邏輯會為人們對機(jī)體自愈性智能的理解提供新思路,。我們當(dāng)前的這個(gè)研究也提示，機(jī)體是一個(gè)密不可分的整體,，精神上的改變往往與外周的生理功能改變相互影響,，以往'頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳’的還原論視角,，在很大程度上需要結(jié)合'整體觀和系統(tǒng)論’,，這種邏輯有望為全面理解大腦在機(jī)體穩(wěn)態(tài)調(diào)控中的功能提供獨(dú)特的研究視角?！蓖ㄓ嵶髡咄趿⑵窖芯繂T表示,。（來源：中國科學(xué)報(bào) 刁雯蕙 孫露佳）

相關(guān)論文信息：https:///10.1016/j.celrep.2022.111586