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《细胞》子刊发现抑制食欲新机制

作者:医学顾事红蓝融合
《细胞》子刊发现抑制食欲新机制

摄食行为(feeding behaviour)的神经调控作为人类生存的重要因素,是当今研究的一个重要领域。饮食行为和其他生活习惯在优化健康和肥胖控制方面发挥重要作用。摄食行为是通过与能量和营养需求相关的生理过程来控制的,不同的脑核(brain nuclei )参与进食行为的神经调节,了解这些脑核的功能有助于开发进食控制方法。在重要的脑核中,关于中央杏仁核(central amygdala,CeA)核和摄食行为的研究不多。CeA是在各种生理和行为反应(如情绪状态、奖励处理、能量平衡和进食行为)中发挥重要作用的关键大脑区域之一,它含有γ-氨基丁酸神经元,同时它也是杏仁核复合体的主要输出区。此外,CeA还参与多种分子和生化因子,并与其他脑核及其神经递质有广泛的联系,突出了其在摄食行为中的作用。

生物想要生存,及时摄取能量是必不可少的,而食欲会推动个体寻觅和吃下安全的食物。在饥饿的时候食欲是正向的,可以避免身体能量缺乏。但凡事过犹不及,当已经摄取足够的食物之后,此时食欲不能及时停止,继续鼓励进食就会损伤消化、代谢系统。

因此,我们会分泌一些厌食激素来抑制食欲,除此之外大脑内部的杏仁核也会负责调节食欲,抑制进食冲动,减少损伤。不过,当我们简单回忆生活中的场景时,会发现食欲减退并非只在吃饱了之后才发生。工作压力大,情绪不佳或者晕车、晕船导致的恶心,这些因素也会极大抑制食欲,“没有一点胃口”就成了最直接的反应。

《细胞》子刊发现抑制食欲新机制

图片来源:123RF

根据近期《细胞报告》杂志上的一项新研究,与饱腹感不同,压力、恶心导致的食欲减退是由完全不同的神经机制来调节的。研究团队在中央杏仁核(CeA)发现了一类全新的神经元来介导压力、恶心导致的食欲减退。

《细胞》子刊发现抑制食欲新机制

过往的研究发现,位于CeA的神经元CeAPkcδ会响应饱腹感信号,进而抑制个体的进食行为。但是仔细检测CeAPkcδ的下游信号传输时,科学家们却发现它“漏掉”了许多参与抑制食欲的脑区,比如外侧下丘脑、臂旁核。这说明还可能存在其他的神经元调控着食欲抑制过程。

《细胞》子刊发现抑制食欲新机制

▲研究示意图(图片来源:参考资料[1])

新研究中,马克斯·普朗克生物智能研究所的研究者重新分析了CeA的RNA测序数据集合,他们发现了一类高度表达Dlk1蛋白的神经元簇,根据细胞基因型分析,CeADlk1与CeAPkcδ具有相关性,但是有着独特的基因表达特征,而且CeADlk1与其他的CeA细胞几乎没有空间重叠,这些结果都支持CeADlk1是一类独立的神经元。

但想要知道它们的功能,还是需要通过小鼠实验来验证。作者尝试了多种手段来诱发食欲抑制,比如通过胆囊收缩素模拟饱腹感,或者氯化锂引起恶心,以及生长分化因子15(GDF15)造成内脏器官不适。他们发现,CeADlk1只会在恶心、内脏不适的时候被激活,但是不会对饱腹感做出反应。此外,带有苦味的奎宁试剂在减少进食冲动时,也会激活CeADlk1。

《细胞》子刊发现抑制食欲新机制

▲研究示意图(图片来源:参考资料[1])

随后,在另一项小鼠实验中,研究者通过光遗传学手段选择性激活了部分小鼠的CeADlk1。与对照组相比,被激活的小鼠接近食物的次数减少了,同时观察周期内它们接触食物的总时间也显著降低,水摄入量也有所减少,即使小鼠处于饥饿状态也很少选择摄入食物。与此同时,两组小鼠的活动量并没有区别。另外,激活CeADlk1不会引起小鼠的焦虑行为,但是会引发小鼠的厌恶状态,主要体现在社交时间减少上。

作者指出,与CeAPkcδ激活后主要影响杏仁核区域不同,CeADlk1会将信号传递到更远的臂旁核。由此可见,“饱了吃不下”与“恶心没胃口”是由完全不同的神经回路介导的。这些结果将有助于理解一些进食行为紊乱的疾病,并研发针对性的治疗策略。

参考资料:

[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