撰文 | 王聰
編輯 | nagashi排版 | 水成文在當今社會，隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的提高，在全世界范圍內(nèi)，肥胖已經(jīng)成為了一個主要公共健康問題。據(jù)世界衛(wèi)生組織 （WHO） 統(tǒng)計，全球有近20億人超重或肥胖，從1975到2016年，全球肥胖率翻了近3倍，每年因超重或肥胖導致的死亡高達280萬。實際上，肥胖既是一種特征，也是一種疾病，肥胖的人不僅生活不便、運動能力下降，還更易患代謝性疾病和心腦血管疾病，此外，許多研究表明，肥胖與十多種癌癥的發(fā)病風險增加和預后及生存率降低有關(guān)。對于那些由于肥胖導致嚴重健康問題的人， 胃旁路手術(shù) 往往成了最后的選擇，該 手術(shù)將患者的胃分成上下兩部分，用于容納食物的只有原來胃部的1/6-1/10，然后在小胃的切口處開一條“岔路”，接上截取的一段小腸，重新排列小腸的位置，改變食物經(jīng)過消化道的途徑，減緩胃排空速度，縮短小腸，降低吸收，從而達到減肥的目的。胃旁路手術(shù)涉及對胃和小腸結(jié)構(gòu)的改變，手術(shù)復雜，具有很大的侵入性，且患者術(shù)后需要很長的回復時間。
近日，德州農(nóng)工大學、華盛頓大學的研究團隊在 Nature 子刊 Nature Communications 雜志發(fā)表了題為： Organ-specific, multimodal, wireless optoelectronics for high-throughput phenotyping of peripheral neural pathways 的研究論文。研究 開發(fā)了一種厘米大小的無線設備，僅需最簡單的手術(shù)植入，使用遠程射頻源進行外部控制，通過光刺激胃中迷走神經(jīng)末梢，讓人產(chǎn)生飽腹感，從而幫助減肥 。肥胖已經(jīng)成為一種全球大流行疾病，僅僅在美國，肥胖帶來的健康問題每年要花費1470億美元。此外，肥胖會大大增加糖尿病、心臟病甚至某些癌癥等慢性疾病的風險。
迷走神經(jīng)提供了從胃壁到大腦的飽腹感信息，近年來，迷走神經(jīng)成為了廣受關(guān)注的治療肥胖靶標。而且已經(jīng)有了一些醫(yī)療設備可以通過刺激迷走神經(jīng)末梢?guī)椭种起囸I感。但這些設備都被設計的跟起搏器類似，通過連接電線，產(chǎn)生電流刺激來激活迷走神經(jīng)末梢。如今，無線技術(shù)及先進的遺傳學和光學工具的應用，可能給神經(jīng)刺激設備帶來革命性改變，讓操作不再那么麻煩，同時患者的體驗也更舒服。
盡管無線設備具有許多臨床益處，但迄今為止，還沒有任何一種設備能夠?qū)Τ竽X以外的其他器官內(nèi)部的神經(jīng)元活動進行長期且持久的細胞類型特異性操縱。為了突破這一難題，研究團隊想到了 光遺傳學方法 ，首先通過AAV病毒載體向胃中特定迷走神經(jīng)末端導入ChR2光敏感蛋白基因。光遺傳學 ，是將外源光敏感蛋白基因?qū)牖罴毎?，在細胞膜結(jié)構(gòu)上表達了光敏感通道蛋白，然后通過特定波長光的照射，控制細胞膜結(jié)構(gòu)上的光敏感通道蛋白的激活與關(guān)閉。這種技術(shù)，可以通過光學方法無損傷或低損傷地控制特異神經(jīng)元的活動。研究團隊設計了一個微型的槳狀裝置，并在其固定于胃部的柔性軸末端附近插入了微型LED。在設備的頭部 （接收器） 中，裝有與外部射頻源進行無線通信所需的微芯片，接收器還配備了產(chǎn)生微小電流以為LED供電的功能。研究人員表明， 當打開射頻源時，來自LED的光可以有效地抑制饑餓感 。在這項研究中，研究團隊驚訝地發(fā)現(xiàn)，協(xié)調(diào)饑餓抑制的生物學機制與傳統(tǒng)知識不同。之前人們普遍認為，當胃部被裝滿時，胃壁會擴張，胃壁擴張的信息會由迷走神經(jīng)上的機械感受器傳遞到大腦，讓大腦產(chǎn)生飽腹感，從而抑制饑餓。這項研究則表明，刺激那些對食物中的化學物質(zhì)有反應的非伸展性受體，即使在胃部沒有擴張的情況下，也可能會產(chǎn)生飽腹感。研究團隊開發(fā)的這個裝置在幾乎不進行任何改動的情況下，就可以操縱整個胃腸道的神經(jīng)末梢。這種基于無線光遺傳學的微型設備，能夠通過控制食欲，從而幫助減肥，而且該設備還能 實現(xiàn)低成本，高通量和精確控制外周神經(jīng)回路，實現(xiàn)對行為和生理的長期監(jiān)測。論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-020-20421-8

相關(guān)知識

Nature子刊：減肥神器，通過光遺傳學抑制饑餓感，實現(xiàn)減肥
節(jié)食減肥后體重反彈真不賴你！Cell 子刊：科學家發(fā)現(xiàn)驅(qū)動節(jié)食后體重恢復的神經(jīng)回路，會讓你更餓！
科學應對饑餓感，輕松實現(xiàn)持久減脂之旅
Cell子刊：GDF15與瘦素協(xié)同作用，進一步加強減肥效果
如何通過節(jié)食實現(xiàn)減肥
最強減肥法：我每天保持微微“饑餓感”，瘦了36斤
Nature子刊：陳子江院士團隊揭示母親肥胖對圍產(chǎn)期及子代健康的影響
肥胖代碼 減肥的秘密 健身書籍減肥神器 減肥瘦身燃脂指南教程書籍
減肥小技巧 實現(xiàn)快速瘦身減肥計劃
嘗試“心理減肥”

網(wǎng)址: Nature子刊：減肥神器，通過光遺傳學抑制饑餓感，實現(xiàn)減肥 http://www.gysdgmq.cn/newsview32905.html