Nature Communications：减肥可光控了！胃里植入微小型无线设备，就能增加饱腹感！
2021-01-31 MedSci原创 MedSci原创
随着人们生活方式的改变，超重或肥胖已成为全球面临的最主要健康负担之一。
随着人们生活方式的改变，超重或肥胖已成为全球面临的最主要健康负担之一。据世界卫生（WHO）数据显示，全球有近20亿成年人超重或肥胖。中国虽然不是肥胖人口比例最高的国家，但因人口基数大，已成为全球肥胖人口最多的国家。
近年来，迷走神经作为治疗肥胖的靶标受到了广泛关注，迷走神经可以感知到从胃壁到大脑的饱腹感信息。随着无线技术以及遗传光学技术的应用，使神经刺激设备变得轻便而简单，并在刺激过程中让患者感觉更加的安全和舒适。近日，发表在Nature Communications杂志的一项研究，来自德克萨斯农工大学的研究人员开发了一种医疗设备，该设备可能有助于减轻体重，且植入患者体内手术程序较简单。
尽管拥有无线系统具有临床益处，但迄今为止，还没有一种设备能够对除大脑以外的任何其他器官内部的神经元活动进行长期且持久的操控。研究人员开发了一种耐用的多模式无线平台，该平台能够以高性能方式对器官内的周围神经元进行光遗传学刺激。从远程无线射频功率系统中收集射频能量，将射频能量转换为光能，并照亮胃中的目标区域。µLED位于系绳的中间而不是末端，从而允许将系绳穿入和穿出胃并固定在两个接触点上。研究人员发现，超薄的系带（0.4毫米宽，0.2毫米厚）比腹腔内注射用的胰岛素注射器针头和胃内输液用的管子小3倍以上。
微小型无线设备植入装置
为了确定光电系统的效用，研究人员探索了胃迷走神经传入末梢在进食行为中的作用，首先分析了μLED的光传播，并确定了器官特异性所需的射频功率参数。结果发现，正如预期的那样，将µLED固定在胃内会显著限制光的传播，这与表面贴合不同，这导致光的散射强度远远高于卵磷脂激活的阈值。进一步研究了植入胃部装置的小鼠是否具有良好的耐受性，结果显示，植入该装置的小鼠与假手术小鼠的食物摄入量相同。
激活Calca+胃迷走神经传入，进而抑制食欲
研究人员惊讶的发现，协调饥饿抑制的生物机制与传统知识不同。刺激那些对食物中的化学物质有反应的非伸展性受体，即使在胃不张开的情况下，也可能会产生饱腹感。另外，胃肠道信号与味觉信号密切相关，胃黏膜Calca+迷走神经传入在食欲抑制中的作用，进而揭示食欲抑制的机制。
总之，通过微小型无线设备植入，用光刺激迷走神经的末端来提供饱满的感觉，这对于控制食欲大有裨益。同时，随着无线遥测技术的进步，可提高光遗传学的可扩展性和可用性，对于开发治疗食欲障碍的新型治疗靶标非常重要。
原始出处
Woo Seok Kim et al, Organ-specific, multimodal, wireless optoelectronics for high-throughput phenotyping of peripheral neural pathways, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-020-20421-8
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