吃东西是因为饥饿还是为了享乐?调节这些进食行为涉及不同的大脑回路

【字体: 时间:2021年07月29日 来源:Baylor College of Medicine

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  研究人员发现,尽管大脑通过中脑产生5-羟色胺的神经元来调节快感和饥饿感的进食,但每种进食方式都是由自己独立的电路连接的,不影响其他类型的进食方式。

  

美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据显示,无论是由饥饿还是愉悦引起的暴饮暴食,通常都会导致肥胖。美国约42%的成年人都患有肥胖症。一个由贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的研究人员领导的国际研究小组在动物模型上研究了大脑是如何调节饥饿或其他因素引发的进食的,希望能为开发有效的肥胖治疗方法做出贡献。

由贝勒大学儿科营养学和分子细胞生物学教授Yong Xu博士领导的研究小组发现,尽管大脑通过中脑产生5 -羟色胺的神经元调节两种进食行为,每种类型的馈电由其自己的独立电路连接,不影响其他类型的馈电。研究人员还发现了两个血清素受体和两个离子通道,它们可以影响进食行为,因此,调节它们的活动可能有助于调节暴饮暴食。这项研究发表在《Molecular Psychiatry》杂志上。

绘制出大脑中控制进食行为的路径

Xu和他的同事们在中脑中发现了两个由产生血清素的神经元形成的截然不同的大脑回路。其中一个回路延伸到下丘脑,而另一个回路延伸到中脑的另一个区域。这些回路在调节摄食方面起着非常独特的作用。

“我们发现,投射到下丘脑的回路主要调节饥饿驱动的进食行为,但不影响非饥饿驱动的进食行为,”Xu说。“另一个投射到中脑的回路主要控制非饥饿驱动的进食行为,而不是由饥饿引发的进食行为。这表明,在回路水平上,大脑对两种进食行为的连接是不同的。”

这项工作的另一个重要贡献是,识别了可能用于治疗暴饮暴食的回路相关的潜在分子靶点。

Xu教授解释说:“一个潜在的目标是血清素受体,这种分子介导了神经元产生的神经递质血清素的功能。我们发现两种受体,血清素2C受体和血清素1B受体,参与了两种进食行为。我们的数据表明,结合针对两种受体的化合物可能会通过抑制进食产生协同效益。”

此外,研究小组还发现了与回路相关的离子通道,这也可能为调节摄食行为提供了机会。“一种是GABA A受体,一种氯离子通道,被发现在饥饿驱动的进食过程中对调节血清素回路很重要,而在非饥饿驱动的进食过程中则没有,”Xu说。

另一个是钾通道,它影响由饥饿无关的线索触发的进食,而不是饥饿驱动的进食。“这两个离子通道有明显的分离,”Xu说。“它们在进食行为中有独特的功能,这表明它们也可能是调节暴饮暴食的目标。”

这些发现鼓励研究人员进行未来的研究,以确定更多的分子,可以调节离子通道的活动,以产生抗过度饮食的动物模型。“我们还想探索与营养相关的外部因素如何在分子水平上影响离子通道功能,”Xu说。


Yanlin He, Xing Cai, Hailan Liu, Krisitine M. Conde, Pingwen Xu, Yongxiang Li, Chunmei Wang, Meng Yu, Yang He, Hesong Liu, Chen Liang, Tingting Yang, Yongjie Yang, Kaifan Yu, Julia Wang, Rong Zheng, Feng Liu, Zheng Sun, Lora Heisler, Qi Wu, Qingchun Tong, Canjun Zhu, Gang Shu, Yong Xu. 5-HT recruits distinct neurocircuits to inhibit hunger-driven and non-hunger-driven feeding. Molecular Psychiatry, 2021; DOI: 10.1038/s41380-021-01220-z


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