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你饿了吗?长庚大学研究发现飢饿果蝇特别怕热

長庚大學醫學院生化科暨生物醫學研究所吳嘉霖教授團隊發現,果蠅在飢餓狀態時對高溫的感受比飽足時更為敏感,此現象是受到大腦內胰島素的調控所致。研究成果躍上國際生物學頂級期刊《公共科學圖書館 : 生物學》(PLOS Biology),也為某些糖尿病病患比一般人對高溫更加敏感、容易在高溫環境下感到不適的現象,提供一種可能的解釋,後續研究值得關注。

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上图為活体果蝇,绿色讯号為大脑内处理饱足、飢饿与温度讯号的蕈状体神经结构所在位置。下图為果蝇大脑所有神经纤维结构(洋红色),其中绿色讯号為蕈状体神经结构。

长庚大学表示,不同的生理状态如何影响生物行為,一直以来是神经科学领域最感兴趣的问题之一。生物医学研究所博士生江孟轩、生物医学系林昱淳与李芃萱同学在吴嘉霖教授指导下,与国家卫生研究院陈圣夫博士、国立暨南国际大学傅在峰教授、新北市立土城医院神经内科吴禹利医师共同合作,透过团队研发的果蝇温度喜好分析设备,观察到果蝇处於飢饿状态时,对环境高温的感受变得特别强烈,也就是在飢饿难耐时会特别怕热。

為了解這現象背後的機轉與生理意義,研究團隊透過活體生物大腦影像技術,觀察活體果蠅的大腦在接收到高溫刺激時的神經活性變化。結果發現,相較於飽足狀態下,果蠅在飢餓狀態時,大腦內特定的腦區—蕈狀體 (mushroom body)對環境的熱刺激會產生較高的神經活性。

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长庚大学吴嘉霖教授(左二)与团队成员李芃萱(左一)、江孟轩(右二)及林昱淳(右一)合影。

此外,研究团队更进一步发现,这种飢饿状态下,对高温敏感是受大脑内的胰岛素所调控。吴嘉霖教授表示,人类最喜欢的环境温度约在25°颁,当环境温度偏离25°颁太多时会感到不适。果蝇虽為变温动物,其对温度的喜好跟人类相似,因此这次研究成果也可以解释,為何临床上观察到某些胰岛素分泌失调的糖尿病病患,往往比一般人更容易在高温环境中感到不适。研究团队建议,生物体在过度飢饿时,应避免待在高温的环境活动,想要透过节食方式减重的人,在过程中也需特别留意环境的热刺激。

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长庚大学吴嘉霖教授研究团队发现,飢饿的果蝇更怕热。

這項研究經費來源為國科會、長庚紀念醫院與長庚大學,成果於今年10月17日刊登於國際頂尖的生物學期刊PLOS Biology,該期刊在全球的生物學領域期刊排名前5%,自2014年起被收錄為全球145本最具科學影響力的自然指數期刊(The Nature Index Journals)其中之一。