アストロサイト性インスリンシグナル配列 脳のグルコース吸収と栄養素の供給
Cristina García-Cáceres1, Carmelo Quarta1, Luis Varela2
1Helmholtz Diabetes Center (HDC) & German Center for Diabetes Research (DZD), Helmholtz Zentrum München, 85764 Neuherberg, Germany; Division of Metabolic Diseases, Technische Universität München, 80333 Munich, Germany.
Cell
|August 13, 2016
まとめ
アストロサイトにおけるインスリンシグナル伝達は,脳のグルコース感知と代謝を調節する. これらの細胞のインスリン受容体を消去すると,血糖の制御と血脳障壁を通過する輸送が損なわれます.
科学分野:
- 神経内分泌学
- 代謝の調節
- アストロサイト生物学
背景:
- アストロサイトは脳の機能と エネルギー・ホメオスタシスに 重要な役割を果たします
- 脳におけるインスリン信号は,グルコースの代謝と神経細胞の活動に影響します.
- ヒポタラムのグルコース感知におけるアストロサイトインスリンシグナル伝達の具体的な役割は不明である.
研究 の 目的:
- 視床下部におけるグルコース感知の調節におけるアストロサイトインスリンシグナル伝達の役割を調査する.
- アストロサイトインスリン受容体が全身のグルコース代謝にどのように影響するかを決定する.
- アストロサイトが血脳障壁を通過するグルコース輸送を制御するメカニズムを解明する.
主な方法:
- ネズミのグリアル線維酸性タンパク質 (GFAP) を発現する細胞とグルタミン酸アスパルテートトランスポーター (GLAST) を発現する細胞におけるインスリン受容体 (IR) の産後アブレーション.
- 視床下部のアストロサイト形態,ミトコンドリア機能,神経回路の接続性の評価.
- プロオピオメラノコルチン (POMC) ニューロンのグルコース誘発活性化の測定
- GFAP- IR ノックアウト (KO) マウスの体内のポジートロン放出トモグラフィと脳脊髄液のグルコースモニタリング.
主要な成果:
- アストロサイトICの切除により,アストロサイト形態,ミトコンドリア機能,および下垂体回路の接続性が変化した.
- POMCニューロンのグルコース誘発活性化が低下し,グルコースの可用性に対する生理学的反応が低下した.
- 中枢神経系における直接的なグルコースレベルの変化に対する反応には影響せず,血脳障壁におけるグルコース輸送の役割を示唆した.
- GFAP- IR KOマウスにおける血脳障壁のグルコース吸収の低下を in vivo試験で確認した.
結論:
- 下垂体アストロサイト内のインスリンシグナル伝達は,中枢神経系におけるグルコースセンサーの共同調節に不可欠です.
- アストロサイト性インスリンシグナル伝達は,血脳障壁を越えたグルコースの吸収を調節することによって,全身のグルコース代謝を制御する.
- これらの発見は,脳と体のグルコースのコミュニケーションの鍵となるアストロサイトを強調しています.
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