在患有2型糖尿病的嚙齒類動物中，注射一種名為成纖維細胞生長因子1的蛋白質，可以使血糖水平在數周或數月內恢復正常。然而，這種生長因子是如何在大腦中產生這種持久的益處的，還不太清楚。

華盛頓大學醫學院醫學教授、威斯康星州醫學院糖尿病研究所聯合主任Michael Schwartz博士說：“直到近，大腦使糖尿病動物血糖水平正常化的能力還沒有得到承認。通過研究成纖維細胞生長因子1這種腦肽在下丘腦誘導的細胞和分子反應，我們的研究小組的新發現為更全面地理解這一效應是如何實現的提供了一條途徑。”

在9月7日出版的《Nature Communications》和《Nature Metabolism》的兩篇論文中，研究小組描述了大腦對成纖維細胞生長因子1的反應的復雜生物學。一個研究小組描述了強有力的細胞反應，這些反應似乎能保護大腦信號通路，對控制血糖至關重要。“這些見解，”他說，“也許有一天會為誘導糖尿病持續緩解提供治療策略，而不是像目前的治療方法那樣簡單地每天降低血糖水平。”

2型糖尿病影響10%的美國人口，它與肥胖密切相關，并導致嚴重的健康問題，包括心臟病、視力下降、腎功能衰竭、癡呆、難以治愈的感染和神經損傷。這也增加了截肢的風險。控制血糖水平可以預防這些問題，但往往很難實現，并成為許多患者的一項終身斗爭。

另一個研究小組發現了細胞外基質的集合，稱為“周圍神經網絡”，它將參與血糖控制的神經元群連接起來。研究人員了解到，成纖維細胞生長因子1可以修復糖尿病損傷的神經網絡。這種反應是維持糖尿病緩解所必需的。

丹麥哥本哈根大學諾和諾德基金會基礎代謝研究中心的Tunes Pers博士和西雅圖大學醫學院的糖尿病和肥胖研究者Michael Schwartz博士是《Nature Communications》這篇文章的通訊作者，文章的主要作者是Marie Bentsen博士和Dylan Rausch博士。

他們首先詳細描述了成纖維細胞生長因子1治療引起的下丘腦不同腦細胞類型的基因表達變化。下丘腦調節許多身體功能，包括血糖水平、饑餓感、食物攝入、能量使用和儲存。

科學家們發現，神經膠質細胞不僅提供結構支持，而且有助于組織和調節神經回路的活動，它們的反應比神經元更強烈。

研究人員還觀察到，星形膠質細胞和Agrp神經元之間的相互作用增強。星形膠質細胞滋養神經元并支持其電傳遞。Agrp神經元是黑皮質素信號系統的重要組成部分，黑皮質素是控制攝食、體重和血糖的重要腦回路。

Agrp神經元的過度激活會抑制黑皮質素信號傳導。這種影響與人和嚙齒動物的糖尿病發展有關。研究人員指出，在將成纖維細胞生長因子1注入大腦后，禁止黑皮質素信號傳導可防止糖尿病持續緩解。

在對成纖維細胞生長因子1有強烈反應的其他細胞類型中，只有在下丘腦中發現的纖長的營養敏感膠質細胞。它們對血糖水平正常化的貢獻還需要進一步的研究。

發表在《Nature Metabolism》雜志上的論文研究了在成纖維細胞生長因子1誘導糖尿病緩解的機制中“先前未被承認的參與者”的結構——神經周圍網，在下丘腦中包裹血糖調節神經元，包括Agrp神經元。這篇論文的主要作者是西弗吉尼亞大學醫學院的醫學代理講師Kim Alonge，作邁Michael Schwartz是通訊作者。

神經周圍網通過將神經元包裹起來并將它們之間的連接圍成一圈來促進神經回路的穩定性。研究人員想知道肥胖相關的糖尿病是否與這些神經周圍網絡的結構變化有關，以及這些是否可以治療。

研究小組注意到，在2型糖尿病的Zucker糖尿病肥胖大鼠模型中，與血糖水平正常的大鼠相比，下丘腦中的這些網是稀少的，然而在大腦的其他部分，這些網是正常的。

向大腦注射成纖維細胞生長因子1后，這種神經周圍網的丟失迅速逆轉。成纖維細胞生長因子1改善糖尿病的能力會被酶消化去除的網狀物所阻礙。相反，成纖維細胞生長因子1不需要完整的神經周圍網來影響食物攝取。

這些發現確定了周圍神經網絡是成纖維細胞生長因子1作用誘導的持續糖尿病緩解的關鍵靶點。研究人員推測這些網絡可能有助于抑制Agrp神經元的活動，從而激發黑皮質素信號。

研究人員計劃繼續嘗試*細胞（和細胞外）對成纖維細胞生長因子1的反應與血糖水平正常化之間的空白。他們希望，這可能終發現新的策略，以實現糖尿病患者的持續緩解。