罗格斯大学的两支研究小组追踪了大脑回路,告诉我们何时进食以及何时停止

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:AAAS

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  连续的研究绘制了互补的饥饿和饱腹感途径,为改进减肥药物提供了线索。

  

科学家们知道胃会与大脑对话,但罗格斯大学健康研究人员的两项新研究表明,这种对话实际上是一场拉锯战,一方催促着再吃一口,另一方发出“够了”的信号。

《自然代谢》《自然通讯》 上的论文共同描绘了饥饿感和饱腹感之间的首个互补线路图,有望改进当今畅销的减肥药并减轻其副作用。

罗伯特伍德约翰逊医学院神经代谢中心的 庞志平 领导的一项研究 精确地定位了从下丘脑延伸到脑干的一束细长的神经元。

这些细胞中充满了GLP-1受体,这种蛋白质被奥兹匹克(Ozempic)等减肥药物所模拟。当庞教授团队用光脉冲照射这条通路时,营养充足的小鼠停止进食;当他们抑制这条通路或删除该受体时,小鼠的体重增加。禁食会削弱这种连接,直到一阵天然或合成的GLP-1恢复。

庞说:“突触就像一个音量旋钮,只有当能量储备较低时才会打开。”他警告说,让信号全天候保持高水平的药物可能会扰乱大脑的正常节律,并产生 GLP-1 药物的一些副作用,如恶心、呕吐、便秘或腹泻和肌肉萎缩。

在另一篇论文 中,与庞德共同领导神经代谢中心的马克·罗西绘制了触发饥饿感的神经回路。他的团队追踪了终纹中的抑制性神经元与下丘脑外侧的类似细胞之间的联系。

当研究人员触发这种连接时,突然感到饥饿的老鼠会冲向糖水;而当他们阻断这种连接时,这些动物即使在长时间禁食后也会懒洋洋地躺着。

激素调节着这种效应。注射饥饿素(肠道的饥饿信使)会加速食物的寻找,而瘦素(饱腹信号)则会关闭肠道。过度喂养的小鼠逐渐失去了这种反应,但节食使它们再次瘦身后,这种反应又恢复了。

“彭的路径让一切都停滞不前,”罗西说,“而我们的路径则加速前进。”

尽管这些回路位于大脑的不同角落,但两个团队的成员都发现了相同的原理:能量状态会迅速重塑突触。禁食期间,饥饿感回路的敏感性增强,而饱腹感回路的敏感性减弱;进餐后,这种关系发生了逆转。

这是研究人员首次观察到推拉机制在平行通路中运行,这种阴阳排列可能解释了为什么只治疗等式一侧的饮食和药物往往会随着时间的推移而失去效力,并且可能有助于制造比当今一代 GLP-1 药物效果更好的药物。

GLP-1 类似物,例如 Wegovy 和 Zepbound,可以引发两位数的体重减轻,但也会引起恶心、腹泻,在某些情况下还会导致肌肉萎缩。Pang 的数据表明,一种只针对脑干回路、不影响外周器官的疗法或许可以抑制食欲,且不会产生副作用。相反,Rossi 的研究暗示,恢复身体对调节饥饿的激素生长素释放肽的反应,可以帮助那些在数月减少卡路里摄入后进入平台期的节食者。

这两个项目都依赖于现代神经生物学工具——光遗传学利用激光激发轴突,化学遗传学抑制轴突,光纤光度计观察钙脉冲,以及老式膜片钳记录监测单个突触。这些技术使研究人员能够以最近才成为可能的精度调整单个通路。

两个团队的后续工作将探索更多可能改进药物设计的问题。庞教授希望实时测量GLP-1的释放,以确定短时间的爆发而非持续的释放是否足以抑制食欲。罗西正在对他的饥饿触发细胞的分子身份进行分类,希望找到既能控制食欲又不会破坏进食乐趣的药物靶点。

“你得保持系统的灵活性,”罗西说,“这就像调暗灯光和关掉灯光的区别。”

让大脑正确地重新平衡一整天的进食或停止进食的欲望,而不是使用药物来保持食欲持续低下,可能是未来减肥处方的重要组成部分。

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