港大神经科学家发现胰泌素受体调控饮水行为

在渗透压升高或低血容导致的口渴感觉下，胰泌素受体会调节大脑穹窿下器中的兴奋性神经元, 影响饮水行为。图片提供：张凤伟博士

(原新闻稿已于2月13日发布)

动物在感到口渴时会本能地补充水份，从而将体液渗透压和血浆容量恢复到正常的水平。口渴的感觉原是受到「穹窿下器 (Subfornical Organ, SFO)」的直接影响。穹窿下器是一个位于前脑的组织，负责整合「循环信号(circulating signals)」，当中包括渗透压和血钠水平等，可适时发出口渴的信号；与此同时，一种胃肠道激素胰泌素 (Secretin, SCT)负责调节津液在体内平衡的重要因素。看似简单的喝水行为，却是由中枢神经系统里复杂的神经机制所控制。然而，我们对于胰泌素信号的传达过程向来都不太清楚。

邹国昌教授（第一排中间）和研究团队成员

最近，香港大学（港大）生物科学学院的研究团队与暨南大学和香港中文大学（中大）合作，采用了一种「特定投射基因删除（Projection-specific gene deletion）」方法，首次揭示了胰泌素受体 (Secretin Receptor, SCTR) 在调节饮水行为中的重要作用。本研究不但加深了科学界对胰泌素功能的了解，亦对肠-脑轴在体液调控上提出了新的见解，为改善水盐失衡症状(即疲劳、头痛、心律失常、恶心和呕吐等）提供了新的思路。他们的研究成果已在学术期刊《当代生物学》(Current Biology)上发表。

穹窿下器是渴觉调节中心

位于哺乳类动物前脑的穹窿下器是调节体内水平衡的关键部位。当穹窿下器神经元接收到有关血浆渗透压、血压和激素相关的信号，便会将之整合并调节饮水量。在脱水的情况下，穹窿下器中的兴奋性神经元会被强烈地启动，即使已补充了足够的水份，此活跃的神经元仍然可以引发大量喝水的行为。现时科学界的研究方向往往集中于剖析口渴背后的神经回路，但对于信号的传递过程却缺乏了解。

胰泌素调控口渴的感觉

胰泌素最近被确定为调节体液稳态的关键因素。有研究发现在大脑的中枢和外周注入胰泌素能激发啮齿动物的饮水行为。值得注意的是，由于胰泌素受体在穹窿下器中表达，并受胰泌素在血液循环中激发，它们可能直接参与调节穹窿下器在饮水行为中的功能。

为了进一步了了解胰泌素调节口渴的神经基础，由港大生物科学学院邹国昌教授、暨南大学张力博士和中大容永豪教授领导的研究团队，运用特定投射基因删除法删除穹窿下器中的胰泌素受体，发现脱水小鼠的饮水量因而显著地减少，引证了胰泌素配体-受体轴在调节口渴感觉时的影响力。该团队使用电生理学和光纤测光法来显示在脱水状态下，胰泌素配体-受体轴对穹窿下器兴奋性神经元的影响。团队亦观察到胰泌素受体调节穹窿下器至中位视前核 (MnPO) 神经元通路膜电流变化（membrane current changes），并启动了穹窿下器兴奋性神经元，维持口渴后的正常饮水行为。

简而言之，这项研究揭示胰泌素受体对调节口渴状态下的饮水行为发挥了非常重要的作用。此研究为理解胃肠道激素调节体液平衡的机理提供了新的视角。

「发现胰泌素在枢神经系统中的作用固然令人兴奋，但这只是个开始——我们的研究正在逐步扩大至找出胰泌素在大脑中的作用。」邹教授续说：「我们将继续追踪大脑中胰泌素信号的痕迹，从而对神经机制作出更清晰的描述。」

有关研究论文：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01537-8

有关邹国昌教授及其研究团队：http://www.biosch.hku.hk/staff/bc/bc.html

图片下载及说明： https://www.scifac.hku.hk/press