人體的神奇開關(guān)：睡眠開關(guān)和肥胖開關(guān)

呂傳彬

睡眠開關(guān)：藏在眼睛神經(jīng)里

不管是失眠或是嗜睡，睡眠障礙問題困擾著全世界許多人，且問題愈來愈嚴(yán)重。英國科學(xué)家最新研究指出，眼睛的一組神經(jīng)細(xì)胞可以控制睡眠，這項發(fā)現(xiàn)為醫(yī)藥開發(fā)者提供更好的目標(biāo)，或許能研發(fā)出更好的安眠藥。

人類目前已經(jīng)研發(fā)出許多用于調(diào)整睡眠周期的藥物，創(chuàng)造了一個價值數(shù)十億美元的安眠藥市場;但當(dāng)前的藥物效果不佳，還會產(chǎn)生副作用。除了藥物外，光線程度會影響清醒度，這也是為什么燈光昏暗的房間會讓人昏昏欲睡。這是長期以來大家都知道的事，但相關(guān)的生物機制迄今無法完全清楚。

現(xiàn)在牛津大學(xué)研究員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在此一生物機制中扮演重要角色。在通過基因控制，將此種細(xì)胞功能關(guān)閉的老鼠實驗顯示，這種光線對睡眠和清醒度的影響完全消失了。

研究負(fù)責(zé)人紐菲爾眼科醫(yī)學(xué)實驗室的佛斯特說：“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)調(diào)控睡眠清醒的新方式?！彼J(rèn)為，如果我們能仿效這種光藥物的效果，我們就能控制睡眠開關(guān)。

通過定位控制視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的具體機制，人們或許可能在未來開發(fā)出更復(fù)雜，但也更有效、安全的治療方法。

另外，在英國實驗有成的同時，美國弗吉尼亞大學(xué)的科學(xué)家也在研究中發(fā)現(xiàn)，通過減少普通老鼠接受的光照強度，可以使老鼠眼睛受光體不再敏感。他們并據(jù)此培育出對光敏感性降低的老鼠品種，完全扭轉(zhuǎn)老鼠白天睡覺、晚上活動的生活節(jié)律，使它們可以在白天活動，夜晚休息。

負(fù)責(zé)此項研究的科學(xué)家蘇珊·多伊爾說，這一發(fā)現(xiàn)使我們真正了解了眼睛受光體是如何控制生物鐘，并影響“活動/休息”的生理時鐘。

參與研究的科學(xué)家認(rèn)為，此研究成果等于使人們又發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)整生理時鐘的機制，最終也許能夠找到治療睡眠障礙的新辦法。

肥胖開關(guān)：藏在棕色脂肪里

脂肪造成肥胖，想減肥的人視脂肪為寇仇，但脂肪也分好脂肪與壞脂肪兩種，造成肥胖的是壞脂肪。而據(jù)科學(xué)家的最新研究，好脂肪不但不會造成人們肥胖，甚至是減肥的新希望。

根據(jù)刊戴于英國《自然》科學(xué)雜志的兩份研究，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)2種觸發(fā)老鼠制造健康“好” 脂肪的蛋白質(zhì)，為治療肥胖指引新路。研究人員并發(fā)現(xiàn)1種決定脂肪組織類型的“開關(guān)”，可以決定人們的身材胖瘦，此“開關(guān)”的控制或許將使節(jié)食變得不再必要。

脂肪有兩種——棕色和白色，它們來源不同，而且在體內(nèi)承擔(dān)著完全不一樣的任務(wù)。分子組成的白色脂肪會儲存卡路里，已導(dǎo)致全球愈來愈常見的肥胖現(xiàn)象，其后果包括糖尿病、心臟病等;棕色脂肪則能燃燒人體攝入和儲存的脂肪，更重要的新發(fā)現(xiàn)是這些棕色脂肪細(xì)胞，來自于與制造肌肉相同的不成熟干細(xì)胞。

肥胖者擁有大量的白色脂肪，研究人員認(rèn)為，如果他們能令身體產(chǎn)生更多棕色脂肪的話，或許就可以幫助肥胖者減肥。

棕色脂肪多存在于嬰兒與冬眠動物身上，推測大概有助于調(diào)節(jié)溫度，但會隨著年紀(jì)漸長而逐漸消失，成人體內(nèi)只有一點點。研究人員們研究棕色脂肪已經(jīng)數(shù)十年了，希望解開這種特殊脂肪的秘密，研發(fā)出加速代謝與促進(jìn)減重的治療方法。

為了找出觸發(fā)制造棕色脂肪的化學(xué)物質(zhì)，美國哈佛醫(yī)學(xué)院喬斯林糖尿病中心研究人員曾玉華領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊，以基因改造老鼠進(jìn)行實驗。

實驗發(fā)現(xiàn)，一種稱為BMP7的小型蛋白質(zhì)，控制著前體細(xì)胞向棕色脂肪細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，如果沒有這種蛋白質(zhì)，棕色脂肪就無法發(fā)展，最終導(dǎo)致老鼠死亡;但如果經(jīng)由人工大量添加BMP7，會帶來相反的效果。

在實驗中，科學(xué)家讓老鼠體內(nèi)產(chǎn)生過量的這種脂肪“開關(guān)”，形成大批棕色脂肪，而不再有白色脂肪，這樣老鼠消耗的能量更多，體重也會降低。

而白色脂肪的發(fā)展，則須仰賴相關(guān)、但完全不同的化學(xué)物質(zhì)。更重要的是，曾玉華證明，白色與棕色脂肪源于不同的前趨細(xì)胞。

棕色與白色脂肪在發(fā)展的早期階段有點類似。以前，關(guān)于脂肪發(fā)育的大多數(shù)模型都認(rèn)為，棕色和白色脂肪細(xì)胞來自同一種成脂肪前體細(xì)胞。但哈佛大學(xué)戴納法伯癌癥研究所的布魯斯·史佩格曼在第2份研究中發(fā)現(xiàn)，制造棕色脂肪的干細(xì)胞，事實上與制造肌肉細(xì)胞組織的干細(xì)胞相同。其中關(guān)鍵，在于決定這些成體干細(xì)胞如何發(fā)展的主控蛋白質(zhì)、即基因開關(guān)“PRDM16”，可以調(diào)節(jié)從免疫細(xì)胞中產(chǎn)生的棕色脂肪，并將它們轉(zhuǎn)入肌肉細(xì)胞中。

史佩格曼表示，棕色和白色脂肪細(xì)胞從不同的前體細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來。在史佩格曼一系列實驗中，將發(fā)育期脂肪細(xì)胞浸泡在用PRDM16基因做的蛋白質(zhì)中，實驗顯示，棕色脂肪細(xì)胞在胚胎發(fā)展過程中由前體細(xì)胞形成，而前體細(xì)胞也可能變成肌肉細(xì)胞。細(xì)胞最終朝那個方向發(fā)展，則由PRDM16基因決定，一旦這個“開關(guān)”形成，則產(chǎn)生棕色脂肪細(xì)胞;若將PRDM16移除，則產(chǎn)生肌肉細(xì)胞，不再燃燒脂肪。

但是研究人員不能誘導(dǎo)成熟的白色脂肪組織轉(zhuǎn)換成棕色脂肪，創(chuàng)造棕色脂肪組織的機會顯然是在脂肪形成的初期。

史佩格曼說：“我認(rèn)為我們現(xiàn)在有非常有力的證據(jù)可以顯示，PRDM16可將細(xì)胞轉(zhuǎn)為棕色脂肪細(xì)胞，有對抗肥胖的潛在價值?！?/p>

對于該研究小組的成果，瑞典斯德哥爾摩大學(xué)的研究人員認(rèn)為，與其說棕色脂肪是白色脂肪的變體，不如說它們是“儲藏著脂肪的肌肉細(xì)胞”。通過模擬棕色脂肪的形成過程，有望治愈肥胖病患者。

該研究結(jié)果有望推動正在進(jìn)行的另一項研究發(fā)展，即是否能將PRDM16發(fā)展成藥物，將白色脂肪轉(zhuǎn)化為棕色脂肪，以治療肥胖癥。另一種可能的方法則是先將白色脂肪抽出來，將其中一部分利用基因工程的方法，轉(zhuǎn)換為棕色脂肪，再植回超重者的體內(nèi)，以激活燃燒卡路里，進(jìn)而達(dá)到減肥的效果。

編輯：陌漓? yangsheng_moli@sina.com