彼らは減量のための新しい方法を開発した：お腹にLEDライトを入れる

最近、オタマジャクシはみんなとダイエットの話題をよく話し合っています。やはり肥満は女子を悩ませる大きな問題であり、そろそろ自分の体を披露する季節がやって来ます。

それで、減量のための魔法のツールはあるのでしょうか?

光は体重を減らすのに役立つと言われています。これについて聞いたことがありますか？

肥満を治す新しい方法？

ある研究によると、光遺伝学を使って空腹感を抑制できるそうです。

遺伝学は知っていて光学についても聞いたことがありますが、オプトジェネティクスとは何でしょうか?減量とどう関係するのでしょうか？一緒に見てみましょう。

オプトジェネティクスは2006年に科学者カール・デイセロスによって初めて提案されました[3]。その後、カール・ダイセロスとエドワード・ボイデンがオプトジェネティクスの時代を切り開きました。

簡単に言えば、オプトジェネティクスとは、光学、遺伝学、バイオエンジニアリングを組み合わせて、特定の波長の光を使用して細胞や生物学的構造を正確に制御する遺伝子技術です[4]。

基本的な原理は、刺激を受けていないとき、ニューロン膜の内側と外側の間に電位差があり、内側が負で外側が正、つまり静止電位であるということです。静止電位は、細胞膜のさまざまなイオンに対する透過性の違いと、膜の両側のイオンの不均一な分布によって形成されます。

生物学的手段を用いて、光感受性チャネルタンパク質遺伝子を神経系の特定の種類の細胞に導入します。これらの遺伝子によって発現される光感受性チャネルタンパク質は細胞膜上に位置しています。異なる波長の光の照射下で、光感受性イオンチャネルタンパク質は陽イオンまたは陰イオンを選択的に通過させ、細胞膜電位の変化を引き起こし、それによって細胞の興奮または抑制を制御します。

写真のマウスの神経細胞には、特定の光感受性チャネルタンパク質遺伝子が移入されています。光遺伝学を利用すると、青色光を使ってニューロンをうまく活性化し、眠っているマウスを起こすことができます。画像出典: 科学

では、オプトジェネティクスを使ってどのように体重を減らすことができるのでしょうか?

肥満による深刻な健康問題を抱える患者は、減量を実現するために胃の大きさと小腸の通り道を変える複雑で危険な手術である胃バイパス手術を選択することが多いことが分かっています。

オプトジェネティクスもこのアプローチを活用し、単純な外科的移植による減量の目標を達成しようとしています[5]。

光遺伝学を利用した減量の新しいアイデア。画像出典: Nature Communications

研究者らは、AAVウイルスをベクターとして使用し、特定の活性化光感受性チャネルタンパク質遺伝子を胃の特定の迷走神経終末に導入し、LED光を調節して空腹を抑えるために小型LEDデバイスを胃に挿入した。

研究によると、この方法は満腹感を生み出すことができるため、食べなくても空腹を感じなくなり（素晴らしいと思いませんか）、それによってユーザーは食欲をコントロールし、減量の目標を達成できるようになります（この研究の本質がようやくわかりましたか？）。

もちろん、この実験はまだ研究段階です。この研究が将来的に活用できるかどうか、待ってみましょう。

実際、肥満の人のほとんどは、食事をコントロールして足を動かすという主流の減量方法を選択すべきです。前述のオプトジェネティクス減量技術は、主に病的な肥満を対象としています。

参考文献:

[1] 左暁聡、雄燕、袁宏。肥満の原因に関する理論と評価[J]医学と哲学：B、2008年、29（8）：p.52-54。

[2] Tirosh A、Tuncman G、Calay ES、他。肥満における肝臓ERストレスの細胞間伝達は全身代謝を阻害する[J]。セルメタボ、2020年。

[3] Deisseroth K、Feng G、Majewska AK、他。遺伝子標的の脳回路を照らす次世代光学技術[J]。ジャーナル・オブ・ニューロサイエンス、2006、26(41):10380-10386。

[4] 郭玄通、張春波。光遺伝学技術の研究の進歩[J]。中国バイオテクノロジージャーナル、2019年。

[5] Kim WS、Hong S、Gamero M、他。末梢神経経路の高スループット表現型解析のための臓器特異的、マルチモーダル、ワイヤレス光エレクトロニクス[J]。 Nat Commun、2021、12(1):157。

終わり

レビュー専門家：生活現場観察者、Ji Shi

編集者/ハートアンドペーパー