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为探讨甜味溶液作为条件刺激(CS)的 “中性” 争议及再暴露对多巴胺合成的影响,研究人员以大鼠为对象,用糖精、蔗糖和免疫抑制剂芬戈莫德(FTY720)开展味觉 - 免疫关联学习研究。发现蔗糖 / 糖精组腹侧被盖区 TH 丰度显著升高,为相关机制研究提供新视角。
在生命科学与医学研究领域,经典条件反射理论被广泛应用于探索机体复杂生理机制的调控。其中,免疫反应的经典条件反射现象因其潜在的临床转化价值而备受关注 —— 当动物摄入 novel 甜味溶液(如糖精)与免疫抑制剂联合作用后,机体可形成特异性免疫应答的条件反射。然而,这一过程中甜味溶液作为 “中性” 条件刺激(CS)的性质却引发争议:已知甜味可激活中枢多巴胺能系统,那么其是否通过奖赏通路干扰免疫条件反射的形成?更关键的是,当动物处于特定限水条件时,单纯再暴露于水是否足以影响多巴胺合成?糖精或蔗糖的作用是否存在差异?这些科学问题的解答,对明确味觉 - 免疫关联学习的神经机制至关重要。
为破解上述谜团,德国研究人员以雄性 Dark Agouti 大鼠为模型,开展了一项味觉 - 免疫关联学习研究。该团队以 10 mM 糖精或 100 mM 蔗糖作为条件刺激(CS),免疫抑制剂芬戈莫德(FTY720,临床用于治疗多发性硬化)作为非条件刺激(UCS),通过限水条件下的经典条件反射训练,探究中枢多巴胺能系统的变化。研究成果发表于《Behavioural Brain Research》,为解析甜味刺激与免疫调控的神经关联提供了重要实验依据。
研究采用的关键技术方法包括:① Western blot 分析,用于检测腹侧被盖区(VTA)、腹侧纹状体(VS)和背侧纹状体(DS)中酪氨酸羟化酶(TH,多巴胺合成的限速酶)的丰度及磷酸化水平(pTH,反映酶活性);② 检测单胺氧化酶 A(MAO-A)的丰度,以评估多巴胺的代谢转化情况。实验设置了水对照组(CS0)、糖精组(CS-SAC)、蔗糖组(CS-SUC)和 FTY720 处理组,通过限水条件下的再暴露实验,比较各组脑区相关蛋白的表达差异。
再暴露于糖精和蔗糖增加腹侧被盖区酪氨酸羟化酶丰度
Western blot 结果显示,VTA 区的 pTH 丰度在各组间无显著差异,但 TH 丰度存在显著组间效应(p = 0.031)。具体而言,糖精再暴露组(CS-SAC)和蔗糖再暴露组(CS-SUC)的 TH 丰度分别较水对照组(CS0)显著升高(p = 0.042 和 p = 0.049),而 FTY720 单独处理未影响 TH 丰度。此外,腹侧和背侧纹状体中多巴胺相关酶的丰度及磷酸化水平在各组间均无显著差异,MAO-A 丰度在所有脑区中也未见组间差异。
研究结论表明,在特定限水条件下的味觉 - 免疫关联学习中,糖精和蔗糖的摄入可显著上调腹侧被盖区 TH 的丰度,提示甜味刺激可能通过增强多巴胺合成发挥奖赏效应,而这种效应独立于免疫抑制剂的作用。尽管纹状体区未观察到相关变化,但 VTA 作为中脑多巴胺能系统的核心区域,其 TH 水平的升高暗示甜味刺激可能通过激活中脑 - 边缘奖赏通路,影响条件反射的形成。值得注意的是,MAO-A 丰度无差异表明多巴胺的代谢未受显著影响,进一步支持合成增加是主要作用方向。
该研究首次在限水条件下的味觉 - 免疫关联学习模型中,揭示了甜味刺激对中枢多巴胺能系统的特异性调控作用,为理解甜味的 “非中性” 特性提供了直接证据。这一发现不仅挑战了传统条件反射中 CS “中性” 的假设,也为探索免疫调控与奖赏通路的交互作用开辟了新方向。未来研究需进一步明确多巴胺能信号在免疫条件反射中的因果关系,及其在慢性疾病、药物成瘾等领域的潜在应用价值。研究结果为解析味觉体验与免疫系统的神经关联奠定了基础,也为开发基于神经 - 免疫交互作用的新型治疗策略提供了重要理论依据。