Primate preoptic neurons drive hypothermia and cold defense.
Primate preoptic neurons drive hypothermia and cold defense.
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灵长类动物视前神经元驱动低温和寒冷防御
DOI：
10.1016/j.xinn.2022.100358
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发表时间：
2023-01-30
期刊：
影响因子：
32.1
通讯作者：
Dai, Ji
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Zhiting;Shan, Liang;Wang, Yuyin;Li, Wenfang;Jiang, Minqing;Liang, Feng;Feng, Shijing;Lu, Zhonghua;Wang, Hong;Dai, Ji
对于温血动物来说，将体温保持在一个狭窄的范围内是至关重要的。在啮齿动物中，下丘脑的视前区(POA)负责检测和调节核心体温。然而，关于灵长类动物的体温调节中心的知识仍然有限。在这里，我们表明，通过化学发生策略激活POA神经元的一个亚群，可靠地诱导麻醉和自由活动的猕猴体温过低。对生理参数的综合监测显示，这种低温伴随着自主神经的变化，包括心率、骨骼肌活动和血液中相关生物标志物的增加。这些动物在低温期间表现出全面的冷防御行为，这与低温期间增强的活动一致。静息状态的fMRI证实了POA的化学生成激活，并绘制了一个全脑的体温调节网络。综上所述，我们的发现证明了灵长类动物体温的中枢调节，并为未来在临床实践中的应用铺平了道路。下丘脑神经元的化学激活降低了猴子的核心体温。体温过低伴随着一系列强健的冷防御行为。功能磁共振成像描绘了作为靶向神经元激活的结果的全脑网络。这组下丘脑神经元在啮齿动物和猴子中功能上是保守的。这是对人类麻木及其在医学和太空中的应用的一次飞跃。
Maintaining body temperature within a narrow range is vital for warm-blooded animals. In rodents, the preoptic area (POA) of the hypothalamus detects and regulates core body temperature. However, knowledge about the thermal regulation center in primates remains limited. Here, we show that activating a subpopulation of POA neurons by a chemogenetic strategy reliably induces hypothermia in anesthetized and freely moving macaques. Comprehensive monitoring of physiological parameters reveals that such hypothermia is accompanied by autonomic changes including a rise in heart rate, skeletal muscle activity, and correlated biomarkers in blood. Consistent with enhanced ambulatory movement during hypothermia, the animals show a full range of cold-defense behaviors. Resting-state fMRI confirms the chemogenetic activation of POA and charts a brain-wide network of thermoregulation. Altogether, our findings demonstrate the central regulation of body temperature in primates and pave the way for future application in clinical practice. Chemogenetic activation of hypothalamic neurons lowers the core body temperature of monkeys. Hypothermia is concomitant with a cohort of robust cold-defense behaviors. fMRI delineates a brain-wide network as a result of targeted neuronal activation. This group of hypothalamic neurons is functionally conserved in rodents and monkeys. This is a leap toward human torpor and its application in medicine and space.
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