摘要:生物学家发现,人类控制食欲的一种神经激素,也调节了海星中的喂食,揭示了其古老的进化起源可追溯到5亿年前。这项研究不仅阐明了食欲调节的深层进化根源,而且还提出了潜在的应用于管理受气候变化影响的贝类农场中海星入侵的应用。除了减肥诱导药物外,模仿孟买作用的化合物正在发展以治疗肥胖症。...
伦敦皇后大学的一个生物学家团队发现,人类控制食欲的神经激素具有古老的进化起源,其历史可追溯到十亿年。这些发现,发表在美国国家科学院论文集,揭示这种诱发饱腹感的分子,即孟买,不仅存在于人类和其他脊椎动物中,而且存在于海星及其海洋亲属中。
小肽孟买在我们有足够的食物时通过发出信号来调节饥饿方面起着关键作用。但是它的故事不是从人类甚至哺乳动物开始的。新的研究表明,在第一批脊椎动物在地球上进化起来之前,孟买蛋白样神经激素一直在控制动物的食欲。
您可能想知道为什么孟买有这个奇怪的名字?它与爆炸设备无关!这个名字来自火腹蟾蜍(bombina bombina),肽的皮肤于1971年首次隔离。当注射到哺乳动物中时,孟买被发现减少了饭菜的大小并增加了两餐之间的时间。这使科学家认为,在大脑和肠道中产生的轰炸性神经激素是人体控制食物摄入量的自然系统的一部分。此外,除了减肥诱导的药物(例如Ozempic)外,模仿孟买的作用的化合物正在开发肥胖症治疗。
莫里斯·埃尔菲克(Maurice Elphick)教授和他在伦敦皇后大学的团队与巴黎研究所的奥利维尔·米拉贝(Olivier Mirabeau)博士合作,着手探索孟买的进化历史。通过分析无脊椎动物动物的基因组,他们发现了编码常见海星(Asterias rubens)和其他棘皮动物(例如海胆和海毒素)中的bombesin样神经激素的基因。
埃尔菲克教授说:“这有点像在草堆里寻找针头,但最终我们发现了在海星及其亲戚基因组中编码类似轰炸的神经激素的基因。”
然后,团队将注意力转向了这个名为Arbn的海星的功能。沃里克大学的合作者使用质谱法确定了ARBN的分子结构,从而可以对其进行化学合成和测试。
Weiling Weiling Huang博士是Elphick Lab的前博士生,研究的主要作者,研究了ARBN如何影响海星的喂食行为。海星有一种独特的饮食方式:他们将肚子从嘴里越来越大,像贻贝和牡蛎一样消化猎物。
黄博士解释说:“当我测试ARBN时,我发现它引起了海星胃的收缩。” “这表明当海星停止进食时,ARBN可能参与刺激胃的缩回。这正是我发现的。当我将Arbn注射到Arbn中,随着它们的胃而将Arbn注射到海星中时,它会触发胃缩回口腔中。更重要的是,Arbn还延迟了Arbn的摄入量,因为Arbn的摄入量更长,因此将其注射了这些摄入量。
孟买在食欲调节中的古老作用的发现阐明了动物喂养行为的进化起源。 Elphick教授说:“我们可以推断,这一功能可以追溯到50万年前,这是海星,人类和其他脊椎动物的共同祖先。”
除了开发新的减肥药物促进药物外,这项研究的结果还可以具有其他实际应用。埃尔菲克教授补充说:“气候变化的后果之一是,一些海星种类正在入侵较冷的水中,在这些水域中,贝类被种植供人类食用。” “发现抑制在海星中进食的分子可能有助于管理这些入侵。”
这项研究不仅加深了我们对神经激素进化史的理解,而且还突出了人类与奇怪,胃鱼世界之间意外的联系。
该研究由BBSRC,中国奖学金委员会和Leverhulme Trust资助。