微生物-肠道-大脑轴驱使过度进食障碍

　　

 

图 微生物-肠-脑轴调控过度进食障碍示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：32225020）等资助下，中国科学技术大学熊伟教授与上海精神卫生中心陈珏团队和安徽医科大学李敏团队合作，在解析暴饮暴食肠-脑轴神经环路机制研究领域取得进展。研究成果以“微生物-肠道-大脑轴驱使过度进食障碍（Microbiota-gut-brain axis drives overeating disorders）”为题，于2023年10月3日在线发表于《细胞?代谢》(Cell Metabolism)。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.09.005。

　　节食经历和精神压力是过度进食障碍（overeating disorders，ODs）发展最主要的两个诱发因素，ODs会引起暴饮暴食行为，即在短时间内摄入大量食物，给身体造成过大的负荷，引发许多严重的慢性健康问题。近年来关于饮食调节机体健康稳态的研究逐渐成为热点，饮食调节被发现和多种因素相关，如神经调控、肠道微生物及其代谢物影响等，但关于暴饮暴食行为背后的完整神经代谢环路仍缺乏全面深入的解读。

　　熊伟教授课题组首先借助阶段性节食和相对温和的足底电击联合刺激，获得了ODs小鼠模型，这一动物模型可以成功模拟人类ODs的核心症状。进一步对ODs模型小鼠进行全脑c-Fos染色，并对潜在的候选核团进行化学遗传及光遗传操纵，发现孤束核（nucleus of the solitary tract nucleus, NTS）-丘脑室旁核（paraventricular nucleus of the thalamus, PVT）环路在ODs过程中产生了过度兴奋。通过病毒追踪手段和迷走神经横断术，找到了接收来自肠道信息的迷走神经（Vagus）-NTS-PVT投射环路，阐释了由肠道诱导暴食行为的神经环路基础。进一步，他们利用ODs小鼠模型发现肠道微生物在进食调节中担任极为重要的“守卫”角色：节食联合压力应激导致的ODs是由于肠道中乳酸菌属和瘤胃菌属益生菌显著减少引起的，而非有害微生物的增多导致。代谢组学检测发现，在ODs小鼠肠道众多代谢物中，犬尿酸（Kynurenic acid；KYNA）水平显著降低，肠道补充KYNA可以抑制Vagus-NTS-PVT环路的过度激活，从而缓解ODs小鼠过度进食症状。

　　该项研究阐明了调控过度进食障碍的微生物-肠-脑轴机制（图），为过度进食障碍及其相关疾病的治疗策略提供了基础理论依据。