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《細胞》子刊發現抑制食欲新機制

作者:醫學顧事紅藍融合
《細胞》子刊發現抑制食欲新機制

攝食行為(feeding behaviour)的神經調控作為人類生存的重要因素,是當今研究的一個重要領域。飲食行為和其他生活習慣在優化健康和肥胖控制方面發揮重要作用。攝食行為是通過與能量和營養需求相關的生理過程來控制的,不同的腦核(brain nuclei )參與進食行為的神經調節,了解這些腦核的功能有助于開發進食控制方法。在重要的腦核中,關于中央杏仁核(central amygdala,CeA)核和攝食行為的研究不多。CeA是在各種生理和行為反應(如情緒狀态、獎勵處理、能量平衡和進食行為)中發揮重要作用的關鍵大腦區域之一,它含有γ-氨基丁酸神經元,同時它也是杏仁核複合體的主要輸出區。此外,CeA還參與多種分子和生化因子,并與其他腦核及其神經遞質有廣泛的聯系,突出了其在攝食行為中的作用。

生物想要生存,及時攝取能量是必不可少的,而食欲會推動個體尋覓和吃下安全的食物。在饑餓的時候食欲是正向的,可以避免身體能量缺乏。但凡事過猶不及,當已經攝取足夠的食物之後,此時食欲不能及時停止,繼續鼓勵進食就會損傷消化、代謝系統。

是以,我們會分泌一些厭食激素來抑制食欲,除此之外大腦内部的杏仁核也會負責調節食欲,抑制進食沖動,減少損傷。不過,當我們簡單回憶生活中的場景時,會發現食欲減退并非隻在吃飽了之後才發生。工作壓力大,情緒不佳或者暈車、暈船導緻的惡心,這些因素也會極大抑制食欲,“沒有一點胃口”就成了最直接的反應。

《細胞》子刊發現抑制食欲新機制

圖檔來源:123RF

根據近期《細胞報告》雜志上的一項新研究,與飽腹感不同,壓力、惡心導緻的食欲減退是由完全不同的神經機制來調節的。研究團隊在中央杏仁核(CeA)發現了一類全新的神經元來介導壓力、惡心導緻的食欲減退。

《細胞》子刊發現抑制食欲新機制

過往的研究發現,位于CeA的神經元CeAPkcδ會響應飽腹感信号,進而抑制個體的進食行為。但是仔細檢測CeAPkcδ的下遊信号傳輸時,科學家們卻發現它“漏掉”了許多參與抑制食欲的腦區,比如外側下丘腦、臂旁核。這說明還可能存在其他的神經元調控着食欲抑制過程。

《細胞》子刊發現抑制食欲新機制

▲研究示意圖(圖檔來源:參考資料[1])

新研究中,馬克斯·普朗克生物智能研究所的研究者重新分析了CeA的RNA測序資料集合,他們發現了一類高度表達Dlk1蛋白的神經元簇,根據細胞基因型分析,CeADlk1與CeAPkcδ具有相關性,但是有着獨特的基因表達特征,而且CeADlk1與其他的CeA細胞幾乎沒有空間重疊,這些結果都支援CeADlk1是一類獨立的神經元。

但想要知道它們的功能,還是需要通過小鼠實驗來驗證。作者嘗試了多種手段來誘發食欲抑制,比如通過膽囊收縮素模拟飽腹感,或者氯化锂引起惡心,以及生長分化因子15(GDF15)造成内髒器官不适。他們發現,CeADlk1隻會在惡心、内髒不适的時候被激活,但是不會對飽腹感做出反應。此外,帶有苦味的奎甯試劑在減少進食沖動時,也會激活CeADlk1。

《細胞》子刊發現抑制食欲新機制

▲研究示意圖(圖檔來源:參考資料[1])

随後,在另一項小鼠實驗中,研究者通過光遺傳學手段選擇性激活了部分小鼠的CeADlk1。與對照組相比,被激活的小鼠接近食物的次數減少了,同時觀察周期内它們接觸食物的總時間也顯著降低,水攝入量也有所減少,即使小鼠處于饑餓狀态也很少選擇攝入食物。與此同時,兩組小鼠的活動量并沒有差別。另外,激活CeADlk1不會引起小鼠的焦慮行為,但是會引發小鼠的厭惡狀态,主要展現在社交時間減少上。

作者指出,與CeAPkcδ激活後主要影響杏仁核區域不同,CeADlk1會将信号傳遞到更遠的臂旁核。由此可見,“飽了吃不下”與“惡心沒胃口”是由完全不同的神經回路介導的。這些結果将有助于了解一些進食行為紊亂的疾病,并研發針對性的治療政策。

參考資料:

[1] Wenyu Ding et al, Nausea-induced suppression of feeding is mediated by central amygdala Dlk1-expressing neurons, Cell Reports (2024). DOI: 10.1016/j.celrep.2024.113990