ملخص
يعد المركب المبهم الظهري (DVC) في الدماغ منظمًا مهمًا لاستقلاب الجلوكوز وتناول الطعام. تستشعر نواة المسالك الانفرادية (NTS) الموجودة في DVC الأنسولين وتطلق مرحلًا عصبيًا لتقليل إنتاج الجلوكوز الكبدي (HPG) في القوارض. اكتشفنا مؤخرًا أن الأنسولين يثبط الخلايا العصبية GABA في NTS للتحكم في HGP. نحن نهدف إلى استكشاف كيفية تأثير تثبيط الخلايا العصبية GABA على الاتصال بين DVC والكبد.
يؤدي الإفراط في التغذية إلى فقدان الجهاز العصبي المركزي القدرة على استشعار التغيرات في المستويات الهرمونية والحفاظ على توازن الطاقة في الجسم كله. ومن المثير للاهتمام، في القوارض التي تتغذى على نظام غذائي عالي الدهون (HFD)، يصبح DVC مقاومًا للأنسولين ويفقد القدرة على تنظيم HGP. نحن نهدف إلى التحقق من كيفية تأثير HFD على قدرة الخلايا العصبية GABA على الاستجابة للأنسولين.
الهدف 1: فهم كيف يمكن لخلايا GABA العصبية الموجودة في DVC تنظيم HPG.
- سنقوم أولاً بتحليل كيفية تأثير الأنسولين على نشاط الخلايا العصبية GABA باستخدام تصوير الكالسيوم ثنائي الفوتون (المشرف الثاني هو خبير في هذه التقنية وقد أنتج بالفعل بيانات أولية مثيرة للاهتمام). لتحديد شبكة الخلايا العصبية التي تشارك في تنظيم استقلاب الجلوكوز، سنقوم بإجراء تتبع عصبي رجعي لتسليط الضوء على الخلايا العصبية الموجودة في DVC التي تصل إلى الكبد. سنقوم بعد ذلك بإجراء تصوير الكالسيوم ثنائي الفوتون لفهم كيفية تعديل الخلايا العصبية GABA لنشاط الخلايا العصبية البارزة للكبد. سيكون هذا أول وصف كامل للشبكة العصبية في DVC المسؤولة عن التحكم في مستويات الجلوكوز في الدم.
الهدف 2: فهم التغيرات الجزيئية المرتبطة بتغذية HFD والسمنة التي تحدث في الخلايا العصبية GAB في DVC.
- باستخدام ترجمة تسلسل تنقية تقارب الريبوسوم (TRAP) (TRAP-seq) (تقنية راسخة في مختبرنا)، سنقوم بقياس التغيرات في ترجمة mRNA في الخلايا العصبية GABA في DVC للفئران المقاومة للأنسولين والسمنة. باستخدام هذه التقنية، سنحدد من خلال تسلسل الجيل التالي كيفية تأثير تغذية HFD على الخلايا العصبية GABA على المستوى الجزيئي. سنستخدم بعد ذلك هذه المعرفة لتطوير نهج جزيئي يمكنه استعادة قدرة الخلايا العصبية GABA على تعديل الخلايا العصبية المبرزة للكبد. يتمتع هذا النهج التجريبي بالقدرة على تحديد الجزيئات المستهدفة الجديدة التي يمكن استخدامها لتصميم أدوية يمكنها منع تطور مقاومة الأنسولين في الدماغ.
المراجع
- Patel, B., New, L., Griffiths, J. C., Deuchars, J., & Filippi, B. M.: تثبيط انشطار الميتوكوندريا وiNOS في مجمع Dorsal Vagal يحمي من الإفراط في تناول الطعام وزيادة الوزن. الأيض الجزيئي، 2020، 43، 101123
- Filippi B.M.,braham M. A., Silva P. A., Rasti M., LaPierre M. P., Bauer P. V., Rocheleau J. V., & Lam T. K. T.: تغيرات انشطار الميتوكوندريا المعتمدة على البروتين 1 والداينامين في المجمع المبهم الظهري تنظم عمل الأنسولين. تقارير الخلية. 7 مارس 2017؛ 18, 2301–2309
- هاي، جيه إل، نيو، إل إي، وفيليبي، بي إم: ترتبط ديناميكيات الميتوكوندريا في الدماغ بالتغذية، وتوازن الجلوكوز، واستقلاب الجسم بالكامل. الحدود في علم الغدد الصماء، 2020 1-17. (مراجعة)
