这是Cell某一期杂志的封面,几只小白鼠在美食堆积成的“山”上大吃大喝,简直可爱到犯规。

  奶酪、巧克力、甜甜圈、美酒、奶茶对大多数人有致命的诱惑,这不,贴秋膘的时候也到了。

Cell:periLC神经元调控食物摄入和偏好

  如果真的不想贴秋膘,好的办法就是眼不见心不馋。

  因为来自霍华德休斯顿医学研究所的科学家已经证实,再强的自制力也顶不住大脑的冲动!

  他们在小鼠脑中发现一群特殊的神经元,能够持续地兴奋,在美食面前促使动物吃吃喝喝停不下来。相关论文题目是“Hindbrain Double-Negative Feedback Mediates Palatability-Guided Food and Water Consumption”。

Cell:periLC神经元调控食物摄入和偏好

  01研究背景

  动物的生存依赖于神经机制来激发行为以满足基本的身体需求。被激发的行为可以被分解为三个阶段。

  第一个阶段为准备(觅食)阶段,包括寻找和获得预期结果,通常是由于生理需求的积累。

  第二个阶段叫完成阶段,包括与完成行为目标(例如,吃或喝食物或水)相关的感觉、运动和奖励过程。满足感在完成阶段产生并终终止行为。

  第三个阶段叫饱足阶段。

  不同的阶段需要不同的神经调节活动,阐明这些被激发的行为的神经机制需要监测神经元的动态,以确定神经元在准备、完成或饱足阶段的选择性参与。

  02研究方法与结果

  为了研究这一知识缺口,我们利用分子定义的和单独定位的AGRP和sfonos1神经元作为切入点来研究饥饿和口渴回路。

  发现蓝斑周围的谷氨酸神经元是饥饿和口渴行为的多突触会聚区。回路动力学和因果摄动表明,在行为完成阶段,淋巴管周围神经通过调节适口性来控制饮食。

  单神经元重建显示PCG的输入来自与摄食行为相关的多个大脑区域。基于这些结果,研究者们调查了周边环境及其在调节食物和水消耗中的作用。

Cell:periLC神经元调控食物摄入和偏好

  periLC神经元调控食物摄入和偏好

       用闭环位置偏爱分析,研究者们发现抑制periLC神经元在无神经元活动扰动的后处理测试中持续存在,这在增强的黄色荧光蛋白对照组小鼠中没有观察到。

  这些实验表明,抑制PeriLC神经元会增加食物的摄入量,并且是有益的,而激活则会产生相反的效果。值得注意的是,这与agrp神经元不同,agrp神经元增加了觅食,但调节了饥饿令人不快的方面。

Cell:periLC神经元调控食物摄入和偏好

  periLC神经元在饥饿和口渴时编码完成信号

       研究者使用Vglut2 (Slc17a6)-IRES-Cre和Gad2IRES-Cre小鼠,分别用GCaMP6f标记PCG背外侧的谷氨酸能神经元或gabaer能神经元。结果发现这些神经元对进食具有选择性。

  接着,为了研究这些神经细胞的功能,研究小组开发了一种技术,可以让小鼠自由活动的同时,通过微型显微镜观察记录脑干中periLC神经元的活动。

  结果发现,periLC神经元只有在小鼠开始吃喝时会有特异性地反应,并延长动物吃喝的时间。动物进食或饮水时,这些神经元的活动比平时少。反过来抑制这些神经元的活动,则会促使小鼠延长吃喝的时间。

Cell:periLC神经元调控食物摄入和偏好

  还有个特别神奇的现象是:小鼠在饥饿或口渴状态时,即使给与其普通的食物和水时,这群神经元的兴奋程度也特别强烈,与平时吃到喜欢的特别甜的东西时类似。换句话说,饿的时候吃嘛嘛香,渴的时候白开水也会产生快感。

Cell:periLC神经元调控食物摄入和偏好

  03总 结

  通过这个研究,也许未来可以针对性的调控相关神经元,以达到控制饮食从而控制糖尿病、肥胖等疾病的目的。

  而吃货呢,下次嘴巴停不下来的时候,还可以跟自己解释:不是我贪吃,只是我脑中有些神经元比较敏感!