研究确定了哺乳动物将体温维持在37°C的关键神经元

名古屋大学的一个研究小组报告说，大脑视前区的一组神经元，称为EP3 神经元，在调节哺乳动物体温方面起着关键作用。这一发现可能为开发一种人工调节体温以帮助治疗中暑、体温过低甚至肥胖症的技术铺平道路。这项新研究发表在《科学进展》杂志上。

人类和许多其他哺乳动物的体温被调节在 37°C (98.6°F) 左右，这优化了所有调节功能。当他们的体温明显偏离正常范围时，功能就会受损，这可能导致中暑、体温过低，最坏的情况是死亡。但是，如果可以人为地将体温调整到正常范围，则可以治疗这些病症。

大脑的温度调节中心位于视前区，这是控制身体重要功能的下丘脑的一部分。例如，当视前区接收到来自为响应感染而产生的称为前列腺素 E (PGE 2 ) 的介质的信号时，该区域会发出升高体温的命令，以对抗病毒、细菌和其他致病生物。

然而，目前尚不清楚究竟是视前区的哪些神经元发布了升高或降低体温的命令。为了识别此类神经元，名古屋大学的 Kazuhiro Nakamura 教授、讲师 Yoshiko Nakamura 及其同事与顺天堂大学的 Hiroyuki Hioki 教授合作，使用大鼠进行了一项研究。他们专注于表达 PGE 2的 EP3 受体的视前区 EP3 神经元，并研究了其调节体温的功能。

Nakamura 教授和他的同事们首先研究了视前区 EP3 神经元的活动如何随着环境温度的变化而变化。大鼠舒适的环境温度为 28°C 左右。在两个小时内，研究人员将老鼠暴露在寒冷 (4°C)、室温 (24°C) 和高温 (36°C) 的环境中。结果表明，暴露于 36°C 会激活 EP3 神经元，而暴露于 4°C 和 24°C 则不会。

该小组随后观察了视前区 EP3 神经元的神经纤维，以确定来自 EP3 神经元的信号传输的位置。观察结果表明，神经纤维分布到不同的大脑区域，特别是分布到激活交感神经系统的背内侧下丘脑 (DMH)。他们的分析还表明，EP3 神经元用于向 DMH 传输信号的物质是 γ-氨基丁酸 (GABA)，它是神经元兴奋的主要抑制剂。

为了进一步研究 EP3 神经元在温度调节中的作用，研究人员使用化学遗传学方法人为地操纵了它们的活动。他们发现激活神经元会导致体温下降，而抑制它们的活动会导致体温升高。

总之，这项研究表明，视前区的 EP3 神经元通过释放 GABA 向 DMH 神经元发送抑制信号以控制交感神经反应，从而在调节体温方面发挥关键作用。“可能，视前区的 EP3 神经元可以精确调节信号强度以微调体温，”该研究的第一作者中村教授说。

“例如，在炎热的环境中，信号会增强以抑制交感神经的输出，从而导致皮肤中的血液流动增加，以促进身体热量的辐射以防止中暑。但是，在寒冷的环境中，信号会减少以激活” _ _

这项研究的发现可能为人工调节体温的技术的发展铺平道路，该技术可应用于广泛的医学领域。有趣的是，这项技术可能有助于治疗肥胖症，通过保持体温略高于正常水平来促进脂肪燃烧。

中村教授说：“最重要的是，这项技术可能会导致人们在更热的全球环境中生存的新策略，这正在成为一个严重的全球性问题。”