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Neuron丨USF徐勇团队揭示下丘脑dPVp区 Lef1⁺ GABA 能神经元协调寒冷诱导代谢适应

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每到秋冬降温,不少人会格外贪恋火锅、炖菜这类热乎乎的食物,总想吃点高热量的东西;与此同时身体又本能地向往温暖,总想往暖气、被窝里靠。

寒冷环境下,食欲上升、身体产热增加、偏爱温暖环境,这一套成套的身体反应是如何被大脑统一调度的?寒冷信号究竟是怎样在大脑内部转化为进食、御寒、趋暖的生理指令?


2026年9月25日,美国南佛罗里达大学Yong Xu(徐勇)教授团队在《Neuron》上发表研究“A hypothalamic neuronal population coordinates metabolic adaptations to cold”。

该研究在小鼠下丘脑后室周背侧区 dPVp 鉴定出Lef1 阳性 GABA 能冷响应神经元;寒冷可抑制钾通道 Kcnk2,激活该群神经元,同步驱动进食增加、棕色脂肪产热、趋暖行为;长期激活该神经元还能改善葡萄糖稳态;Lef1 转录因子调控 Kcnk2 转录,建立 Lef1‑Kcnk2 介导冷适应的分子环路,拓展中枢冷适应调控机制。

核心亮点速览

  • dPVp的Lef1⁺ GABA能神经元是冷响应核心

  • 激活该神经元 → 进食↑、棕色脂肪产热↑、趋暖行为↑

  • 分子轴:Lef1转录因子 → Kcnk2钾通道

  • 慢性激活还能改善葡萄糖稳态,为代谢疾病提供新靶点


哪个脑区的神经元在协调冷适应?

冷暴露可特异性激活 dPVp 区 GABA 能神经元,单细胞测序鉴定标记分子为转录因子 Lef1。

化学遗传激活该群神经元,小鼠进食量上升、棕色脂肪产热增强、更偏好温暖环境;抑制该神经元,则小鼠冷暴露时产热下降、冷诱导多食减弱、趋暖行为受损。慢性激活 Lef1⁺神经元,即便进食增多,小鼠胰岛素敏感性与葡萄糖稳态依然得到改善。该脑区神经元同时接收温度调控关键脑区 POA、DMH 的输入,并广泛投射至多个体温调控核团。

因此,dPVp区Lef1⁺ GABA能神经元是冷响应核心,调控进食、产热、趋暖全套冷适应行为,慢性激活改善糖代谢。


寒冷如何激活这群神经元?

ChIP‑seq 与荧光素酶实验证实,转录因子 Lef1 可结合Kcnk2基因的启动子与增强子,正向促进 Kcnk2 转录;冷暴露条件下 Lef1 表达下调,造成 Kcnk2 表达降低。

Kcnk2 编码 TREK‑1 钾通道,离体脑片证实 dPVp 神经元具备固有温度敏感性,温度降低可抑制 Kcnk2 钾电流,促使神经元去极化放电。敲低 Lef1 会下调 Kcnk2,重现部分冷适应相关表型。

因此,Lef1正向调控Kcnk2转录;寒冷下调Lef1→Kcnk2↓→钾电流抑制→神经元去极化激活。


Kcnk2 通道直接介导 dPVp 神经元对寒冷的生理响应

在 dPVp 神经元中过表达持续激活突变体 Kcnk2‑E306A,会削弱神经元对低温的响应,冷诱导的多食、BAT 产热、趋暖行为均被抑制;局部给予Kcnk2 抑制剂 spadin,可模拟寒冷带来的生理改变,提升进食与体温。

CRISPR 介导 dPVp 神经元 Kcnk2 敲低,同样复刻冷适应表型,改善胰岛素敏感性。离体电生理进一步证明,温度对该神经元的调控效应依赖 Kcnk2 钾通道活性。

因此,Kcnk2通道直接介导dPVp神经元对寒冷的响应;抑制它模拟寒冷效应,持续激活它阻断冷适应。


一张图看懂:天冷为什么想吃、想暖、想囤能量?

该研究鉴定出下丘脑 dPVp 区域 Lef1⁺ GABA 能冷响应神经元,这套神经元可以整合温度信号,协调进食增加、棕色脂肪产热、趋暖行为,慢性激活还可以改善糖代谢;分子层面,转录因子Lef1 正向调控钾通道Kcnk2转录,低温下调 Lef1 进而抑制 Kcnk2,使神经元发生去极化激活,介导全套冷适应生理输出;该工作揭示一条全新中枢冷适应环路,为代谢疾病干预提供潜在细胞与分子靶点。


小编寄语:

生活里降温之后食欲变好、总想待在暖和地方,是很多人都有的体验。

这项研究告诉我们,下丘脑神经元会把温度感受、吃饭、产热、糖代谢串联在一起。该研究识别 dPVp 神经元、Lef1、Kcnk2,为肥胖、2 型糖尿病等代谢疾病提供潜在细胞与分子靶点;提示靶向模拟冷适应神经效应,有机会不依赖低温暴露改善糖代谢。

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.08.024


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