哺乳動物的脂肪組織是受到神經支配的，這種神經支配主要是通過表達酪氨酸羥化酶(TH)、分泌去甲腎上腺素的交感神經來維持的，這些交感神經纖維作用于β-腎上腺素能受體，并在調節(jié)棕色和米色脂肪的產熱和脂質代謝中發(fā)揮著眾所周知的作用。之前普遍認為脂肪組織主動將與壓力、新陳代謝相關的信號傳遞給大腦，而大腦是被動等待的角色，但是最近斯克里普斯研究所葉立教授的研究表明大腦可通過感覺神經元主動獲取脂肪組織中的信息。

研究表明，脂肪與中樞神經系統(tǒng)之間的交流，一方面是通過脂肪組織分泌的激素經由循環(huán)系統(tǒng)傳遞至大腦，另一方面是通過背根神經節(jié)（DRG）軀體感覺神經元直接支配白色脂肪組織。研究者們之前已經了解到神經元可延伸至脂肪組織中，但推測這些神經元屬于交感神經系統(tǒng)，負責體內“或戰(zhàn)或跑”的反應，調控機體在遭遇壓力或進行運動時切換至燃燒脂肪的通路。傳統(tǒng)的神經追蹤研究中，病毒或者染料被注射到脂肪組織中，之后逆行運輸到背根神經節(jié)體細胞，然后進行組織學評估，但是目前的研究手段難以確定這些神經元的類型與功能，因為脂肪組織內的神經元難以觀察或被刺激。

在同年三月份，作者發(fā)表了新型組織透明化技術HYBRiD（hydrogel-based reinforcement of three-dimensional imaging solvent-cleared organs）相關文章。該透明化技術克服了可視化的難題，可專門用于大組織整體熒光成像。該系統(tǒng)可將小鼠組織透明化，讓研究者能更好地追蹤神經元延伸入脂肪組織的通路。葉立教授團隊利用這項技術發(fā)現(xiàn)，接近半數的神經元沒有與交感神經系統(tǒng)相連，而是與背根神經節(jié)連接，該腦區(qū)是所有感覺神經元的源頭。

此外，為了更好的探究這些神經元在脂肪組織中的作用，研究者還采用了第二種新技術——ROOT（retrograde vector optimized for organ tracing），研究者可以使用目標病毒選擇性地摧毀脂肪組織中感覺神經元小亞群，有助于顯著降低非目標的表達，能更好地改善從脂肪組織到背根神經節(jié)的逆行效率?？傊?，這些3D成像和逆行標記數據表明，胸腰椎DRGs中的不同神經元會投射到脂肪組織。

研究者發(fā)現(xiàn)感覺神經元與交感神經元作用相反，感覺神經元好比“剎車”，交感神經元好比“油門”，交感神經元開啟脂肪燃燒的過程，而感覺神經元會關閉這些過程。葉立教授團隊指出未來可以將ROOT技術與單細胞轉錄組測序結合，進一步確定支配脂肪組織的神經元，有助于解釋神經元究竟向脂肪組織傳遞了什么信息。

總之，脂肪-中樞對話對于內穩(wěn)態(tài)的維持十分重要，但介導此過程的外周神經系統(tǒng)尚未可知。傳統(tǒng)觀點認為，脂肪信號通過緩慢、擴散的循環(huán)激素傳遞到大腦。本篇文章結合DRG注射、組織透明化、外周神經逆行示蹤、RNA測序等多種方法發(fā)現(xiàn)DRG支配iWAT并調控其基因轉錄水平，進而影響產熱效應，此調控過程依賴于交感神經。這些發(fā)現(xiàn)填補了中樞神經系統(tǒng)如何監(jiān)測和協(xié)調脂肪功能的重要空白，突出了一個未被重視的腦-體交流分支的重要性。

文章轉自佳維斯生物：https://jarvisbio.cn/