天然ㄟ尚好!小鼠研究发现 FGF21 对乙醇的特异反应与对大脑的保护机制

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近期发表在《 Cell Metabolism 》杂志上的一项研究,一种称为纤维母细胞生长因子 21 ( fibroblast growth factor 21, FGF21)  的激素可保护小鼠免受乙醇引起的平衡丧失和翻正反射 (righting reflex) 的影响。

动物演化出肝酶以解决饮食中可能导致的中毒

成熟水果和花蜜中的单糖是许多动物丰富的卡路里来源。然而,食用这些糖类自然发酵产生的乙醇会导致中毒,损害其活动能力和判断力。因此,食用果糖和其他单糖的动物进化出肝酶 ( liver enzymes ) 来分解代谢乙醇。

 FGF21 是一种由多种代谢反应(包括饥饿、蛋白质缺乏、单糖和乙醇)在肝脏中诱导产生的激素。乙醇是迄今在人类中为止被发现最有效的 FGF21 诱导剂。先前的研究表明, FGF21 可以抑制对乙醇的偏好,也会诱导饮水以防止脱水,并防止酒精引起的肝损伤。

共同资深研究作者,美国德州大学西南医学中心 ( Southwestern Medical Center ) 的 Steven Kliewer 博士说:“肝脏不仅参与酒精的代谢,而且还向大脑发送激素讯号,以防止中毒的有害影响,包括失去意识和协调能力。透过注射将体内 FGF21 浓度提高,对于从中毒中恢复有显著加速的效果。 FGF21 借由活化大脑中控制警觉性的特殊部分来执行。”

在小鼠试验中, FGF21 刺激了中毒的觉醒,但没有改变乙醇的分解。与野生型同窝小鼠相比,缺乏 FGF21 的小鼠在暴露于乙醇后需要更长的时间才能恢复翻正反射和平衡。相反地,给予 FGF21减少了小鼠从乙醇引起的意识丧失和肌肉协调缺乏中恢复所需的时间。 

FGF21 对乙醇具有特异性,对抵御乙醇的有害后果方面作用广泛

令人惊讶的是,FGF21 不抵消氯胺酮 ( ketamine )、苯甲二氮焯(diazepam, 镇静安眠剂)或戊巴比妥 ( pentobarbital ) 引起的镇静作用,这表明它对乙醇具有特异性。 FGF21 通过直接活化大脑蓝斑区域的去甲肾上腺素能 ( noradrenergic ) 神经元来引导其抗毒作用,该区域调节觉醒和警觉性。这些结果表明,这种 FGF21 肝脏与脑部通路的进化是为了防止乙醇引起的中毒,并且可作为治疗急性酒精中毒的药物靶点。研究团队表示,这种通路可以调节多种认知和情绪功能,以提高压力条件下的生存率。

尽管 FGF21 和去甲肾上腺素能神经系统活动均由乙醇在人体中诱导,但还需要进行更多研究以确定 FGF21 的抗毒活性是否适用于人体。另外,去甲肾上腺素能系统的活化是否有助于 FGF21 或其他影响,包括对新陈代谢和乙醇以及甜味偏好的影响,也仍有待确定。研究团队表示:“我们的研究说明大脑是 FGF21 发挥作用的主要部位,而我们现在正在更深入地探索 FGF21 发挥其清醒作用的神经通路。”

参考资料:
1. https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00041-4?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1550413123000414%3Fshowall%3Dtrue

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