发现体温调节的中枢神经回路

杨智

据美国PNAS，2017，114：2043报道，上海科学技术大学沈伟课题组运用光遗传学技术等多种最新手段，以小鼠为实验对象，探明了脑内调节体温的部分关键性神经回路。

人和其他哺乳动物必须把体温控制在一定范围里才能保证体内细胞代谢正常进行，这是一项重要的生理功能。从1940年代起，科学家开始知道下丘脑视前区（POA）对体温调节起关键作用，并且体温通过负反馈调控机制而维持稳态。但是长期以来，未能弄清视前区有关神经元的投射走向，也未能阐明其他共同调节体温的脑区如背内侧下丘脑和室旁核等，与此有何功能上的关联。

沈伟课题组发现，采用光遗传学技术激活外侧视前核腹侧部（vLPO）的y氨基丁酸（GABA）能神经元，可引起体温下降和身体活动减少；反之，抑制这些神经元导致体温明显上升，甚至引起高烧。其次，他们发现背内侧下丘脑背侧部（DMD）的GABA能和谷氨酸能神经元会被冷刺激所激活，引起身体产热反应，导致体温升高。其中GABA能神经元和谷氨酸能神经元响应冷刺激的反应动力学有所不同。再则，他们运用一系列技术手段证明，vLPO的GABA能神經元投射到DMD区域，支配这里的体温调节神经元。受支配神经元以GABA能的为主，也有谷氨酸能的。有明确的电生理学证据显示，vLPO的相关神经元兴奋，导致DMD的相关神经元产生抑制性突触后电流（IPSC），此效应可被GABA拮抗剂所阻断。

综合以上实验结果，vLPO的特定GABA能神经元群对环境热刺激敏感，起降低体温作用；而DMD的某些GABA能和谷氨酸能神经元群对环境冷刺激敏感，起激发身体产热和升高体温的作用。vLPO的GABA能神经元群通过抑制DMD相关神经元的活性，而起到降低体温的作用。

虽然沈伟课题组的研究仅揭示了下丘脑体温调节的部分神经连接途径，但已经把体温调节机制的研究推进到了神经回路的细节水平，同时尽可能发挥了先进技术的优势，为进一步探讨神经调节机制的具体运作提供了启示。