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作者：lauren

導言：低血糖是指成年人空腹血糖濃度低於2.8mmol/L。糖尿病患者血糖值≤3.9 mmol/L即可診斷爲低血糖。低血糖症是一組多種病因引起的以靜脈血漿葡萄糖（簡稱血糖）濃度過低，臨牀上以交感神經興奮和腦細胞缺氧爲主要特點的綜合徵。低血糖的症狀通常表現爲出汗、飢餓、心慌、顫抖、面色蒼白等，嚴重者還可出現精神不集中、躁動、易怒甚至昏迷等。

低血糖症是一種威脅生命的疾病，尤其是對於那些依靠強化胰島素治療來防止血糖過高的1型糖尿病患者來說。解決這一問題的辦法可能來自於更好地理解維持血糖平衡的基本機制。

在貝勒醫學院和其他機構，由貝勒兒科營養和分子及細胞生物學副教授徐勇（Yong Xu）博士領導的研究人員已經確定了大腦中一組獨特的葡萄糖敏感神經元，以及他們如何共同努力以防止小鼠體內的嚴重低血糖。他們的研究結果發表在《自然通訊》（Nature Communications）雜誌上。

徐表示，“葡萄糖感應神經元能夠感知血糖水平的波動，並通過迅速降低或增加它們的興奮活動做出反應。這種反應可以觸發行爲的變化，從而增加葡萄糖水平。例如，動物可能會開始進食，葡萄糖感應神經元還可以影響激素的產生，如胰高血糖素，它可以直接調節外周組織對葡萄糖的產生或吸收。這是一個保持血糖平衡的反饋系統。”

葡萄糖敏感神經元存在於大腦的幾個區域。徐和他的同事們主要關注的是位於下丘腦腹內側核（(vlVMH）腹外側亞區的神經元。該區域的許多神經元表達雌激素受體-α，並對血液中的葡萄糖波動作出反應，但其在葡萄糖代謝中的作用尚未得到專門研究。

一個獨特的神經元種羣

研究人員發現，小鼠大腦vlVMH核內的神經元具有獨特的特徵。

首先，徐和他的同事們驚訝地發現，在VMH的其他分區中，大約有一半的神經元是葡萄糖敏感的，而在腹外側分區中，所有的雌激素受體-α神經元都是葡萄糖敏感的。正是這個事實使得這組神經元非常獨特。

徐和他的同事們還發現，儘管這個區域的所有神經元都能感知葡萄糖，但它們對葡萄糖水平變化的反應卻不盡相同。大約有一半的神經元是“葡萄糖興奮的”——當神經元感受到高水平的葡萄糖時，它們的興奮活動就會增加，而當葡萄糖水平低時，它們的興奮活動就會減少。相反，另一半神經元受葡萄糖抑制，當葡萄糖高時，神經元的興奮性降低，而當葡萄糖低時，神經元的興奮性升高。

“我們想知道爲什麼這些神經元對相同的葡萄糖挑戰做出了相反的反應，”徐說。

研究人員結合了基因圖譜、藥理學、電生理學和CRISPR基因編輯方法來研究這個問題。他們研究了每種葡萄糖敏感神經元對葡萄糖水平做出反應的離子通道。離子通道是跨越神經元細胞膜的大分子。這些通道控制着帶電原子或分子進出神經元的離子流，這一過程對調節神經元的放電活動至關重要。

研究人員發現，受葡萄糖刺激的神經元使用的是KATP離子通道，而受葡萄糖抑制的神經元使用的是另一種離子通道Ano4。“KATP離子通道在我們的領域是衆所周知的，但是Ano4離子通道在葡萄糖傳感中的作用從未被報道過。我們發現了一種新的離子通道，它對葡萄糖抑制神經元很重要。”

協同作用調節血糖

此外，徐和他的同事還發現，當葡萄糖興奮和葡萄糖抑制的神經元對低血糖水平做出反應時，神經元迴路就會參與其中。他們發現這些迴路是不同的——葡萄糖刺激的神經元向大腦區域投射神經元連接，而這個區域與葡萄糖抑制的神經元所到達的區域不同。

參考：

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-05-unique-glucose-sensing-neurons-blood-sugar.html

【2】https://www.nature.com/articles/s41467-020-15982-7

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