光是生命產(chǎn)生的源動(dòng)力，也是生命體最重要的感知覺輸入之一。光不僅提供給人們視覺圖像感知，還調(diào)節(jié)著諸如晝夜節(jié)律、睡眠、情緒等一系列生理病理機(jī)能。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)公共衛(wèi)生調(diào)查研究顯示夜間過多光暴露顯著增加罹患糖尿病、肥胖等代謝疾病風(fēng)險(xiǎn)。然而，光是否能直接調(diào)節(jié)血糖代謝，以及其通過何種生物學(xué)機(jī)制實(shí)現(xiàn)，均是尚未解決的重要科學(xué)問題。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)薛天教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了光直接通過激活眼中特殊的感光細(xì)胞，經(jīng)視神經(jīng)至下丘腦和延髓的神經(jīng)核團(tuán)傳遞信號(hào)，最終通過交感神經(jīng)作用于外周的棕色脂肪組織，抑制其消耗血糖的能力（圖）。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際著名雜志《Cell》上。

圖 “眼-腦-棕色脂肪軸”介導(dǎo)光調(diào)節(jié)血糖代謝神經(jīng)機(jī)制

光通過視網(wǎng)膜固有光敏神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ipRGCs)，傳遞光信息到下丘腦視上核(SON)，然后傳遞至下丘腦室旁核(PVN)，腦干孤束核(NTS)，再到中縫蒼白核(RPa)，最終通過交感神經(jīng)支配棕色脂肪組織。光通過這一長(zhǎng)程“眼-腦-棕色脂肪軸”的神經(jīng)聯(lián)系，抑制脂肪組織消耗血糖引起的產(chǎn)熱，造成血液中的血糖過度升高，導(dǎo)致人和小鼠的血糖代謝能力降低。

這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了全新的“眼-腦-外周棕色脂肪”通路，回答了長(zhǎng)久以來未知的光調(diào)節(jié)血糖代謝的生物學(xué)機(jī)理，拓展了光感受調(diào)控生命過程的新功能。提示現(xiàn)代人生活應(yīng)關(guān)注健康的光線環(huán)境，針對(duì)夜間光污染造成的代謝性疾病罹患風(fēng)險(xiǎn)增高，應(yīng)控制夜間光線的波長(zhǎng)、強(qiáng)度和暴露時(shí)長(zhǎng)。這項(xiàng)工作發(fā)現(xiàn)的感光細(xì)胞、神經(jīng)環(huán)路和外周靶器官，為防治光污染導(dǎo)致的糖代謝紊亂提供了理論依據(jù)與潛在的干預(yù)策略。

“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”旨在宣傳我國(guó)重大基礎(chǔ)研究科學(xué)進(jìn)展，激勵(lì)廣大科技工作者的科學(xué)熱情和奉獻(xiàn)精神，開展基礎(chǔ)研究科學(xué)普及，促進(jìn)公眾理解、關(guān)心和支持基礎(chǔ)研究，在全社會(huì)營(yíng)造良好的科學(xué)氛圍。自2010年以來，中國(guó)科大牽頭共12項(xiàng)成果入選該進(jìn)展。

大皖新聞?dòng)浾?陳牧 實(shí)習(xí)生 楊舒淳

編輯 許大鵬