《Current Opinion in Insect Science》：Circuit architecture and regulation of the
Drosophila brain neuroendocrine system
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昆虫神经内分泌细胞（NSC）位于大脑和腹神经索（VNC）的不同区域，是神经肽和肽类激素（NPH）的主要来源，促进神经系统与周围组织之间的通讯。反过来，NPH 调节生长和发育，并调节多种行为和生理过程，包括摄食、运动、社会行为、代谢和繁殖。鉴于其在中枢调节全身稳态中的核心角色，
昆虫神经内分泌细胞（NSC）位于大脑和腹神经索（VNC）的不同区域，是神经肽和肽类激素（NPH）的主要来源，促进神经系统与周围组织之间的通讯。反过来，NPH 调节生长和发育，并调节多种行为和生理过程，包括摄食、运动、社会行为、代谢和繁殖。鉴于其在中枢调节全身稳态中的核心角色，NSC 受到严格调节。连接组学和单细胞转录组学的最新进展使得能够全面鉴定黑腹果蝇大脑中的 NSC，并确定了调节其活性的因素。在此，我们回顾了昆虫 NSC 的最新研究现状以及调节它们的输入信号，主要集中在成虫果蝇。我们重点介绍了：1) 主要突触输入，2) 神经调节输入，3) 肠道来源的 NPH，以及 4) 影响 NSC 活动的细胞自主内部传感器。最后，我们讨论了该领域的开放性问题，以及组学方法的进展如何弥合我们对果蝇与其他昆虫 NSC 调节之间理解差距的鸿沟。
引言
随着动物内部状态的变化，协调生理与行为需要整合神经和全身信号。在昆虫中，这种整合主要通过神经内分泌系统介导，该系统由分布在大脑和 VNC 不同区域的 NSC 组成 1*, 2*, 3。NSC 整合突触、神经激素和细胞内在信号，并将 NPH 主要释放到循环系统中，通过行为和生理的依赖性变化来协调全身稳态。近期的综述总结了 NSC 在多种昆虫中的分布 1*, 2*, 3, 4，尽管研究的物种数量有限。此外，多种输入被整合并转化为协调输出的机制在机制和系统水平上仍 largely 未知。了解 NSC 如何实现这种整合对于理解神经内分泌控制生理和行为的原则至关重要。
昆虫 NSC 的鉴定和表征传统上依赖于经典组织学方法和现代分子方法的结合，使得能够在其大脑和 VNC 上进行映射，揭示其分子和 NPH 多样性 1*, 2*。连接组学和单细胞转录组学的最新进展现已使得能够全面鉴定黑腹果蝇中各种 NSC 类别的突触和推定的旁分泌输入 5, 6**。在本综述中，我们总结了调节果蝇NSC 活动的多种输入，重点关注这些输入如何被 NSC 整合以产生依赖性输出。在适当的时候，我们也强调其他昆虫中的 NSC，因为跨物种比较可以提供关于 NSC 结构和功能保守与发散特征的宝贵见解。
章节摘要
大脑和 VNC 中的神经肽激素产生细胞
昆虫大脑 NSC 的胞体位于腹间脑、侧脑和咽下复合体（SEZ），这些区域被认为在功能上类似于脊椎动物的下丘脑和脑干 3, 5, 7, 8。基于这种解剖定位，NSC 分别被分类为中间（m-NSC）、侧翼（l-NSC）或 SEZ-NSC。NSC 轴突通过成对的心神经离开大脑，将 NPH 直接释放到周围组织，如储粮囊和前中肠，或者
影响 NSC 活动的突触连接
NSC 将神经系统处理的信息中继到周围组织。像 trans-Tango [26] 和 retro-Tango [27] 这样的回路追踪工具可用于评估 NSC 的突触输入 6**, 28, 29, 30。全脑连接组学的最新进展使得能够更全面地检查 NSC 的突触输入。主要例子是果蝇，其幼虫和成虫 NSC 现已通过各种连接组得以鉴定，并确定了其突触伙伴（图 2A）5, 6**, 31
影响 NSC 活动的大脑神经肽
除了突触输入外，NSC 还受到各种源自神经系统的神经肽和生物胺（此处未讨论）的强烈调节，这些分子传达关于昆虫营养状态、昼夜节律和生殖状态的信息。单细胞转录组学分析 5, 6**, 33, 42 和功能研究促进了这些肽类调节性输入的鉴定和表征（图 3）。这里，我们专注于 m-NSCDILP 和 m-NSCDH44，我们对它们的了解
影响 NSC 活动的肠道 NPH
肠道肠内分泌细胞（EE）和肠上皮细胞（EC）是各种 NPH 的来源，这些激素根据动物的摄食状态被释放。在果蝇中，EE 和 EC 可以通过转运蛋白和传感器监测饥饿和特定的膳食宏量营养素，包括葡萄糖转运蛋白 1（Glut1）、糖转运蛋白 1/2（Sut1/2）、slimfast（Slif）、雷帕霉素靶点（TOR）和非解离性通用控制因子 2（GCN2）51, 52。肠道来源的 NPH 反过来协调各种行为以及
NSC 的细胞自主内部感知
昆虫利用多种 NPH 来协调代谢稳态。这些信号通路的 disruption 会对代谢、应激抵抗力、繁殖和寿命产生严重后果。在果蝇中的近期研究鉴定了数个细胞群体，它们自主感知营养、离子和/或能量状态，利用不同的 NPH 来协调适当的行为和生理反应。有趣的是，几个 NSC 类别可以充当细胞自主传感器。对于
开放性问题/未来方向
虽然果蝇研究提供了大脑 NSC 及其调节的全面图景，但仍有各种开放性问题。一个核心问题是 NSC 如何整合其多种输入。例如，突触、激素和细胞自主输入的相对贡献可能随营养状态、交配状态或一天中的时间而变化。此外，NSC 活动如何与激素释放耦合仍不清楚。未来的研究也可以探索肠道 -NSC 通讯如何保守以及
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资金支持
本工作由以下资助支持：FWO Odysseus Type I 资助 WIRED2FEED G0ASQ25N 和 KU Leuven C+ 资助 CPC1/26/008（授予 MZ）以及 NSERC 博士后研究奖学金（授予 ANA-D）。
CRediT 作者贡献声明
构思：MZ。资金获取：ANA-D, MZ。调查：ANA-D, MZ。方法学：ANA-D, THM, MZ。项目管理：MZ。监督：THM, MZ。可视化：THM, MZ。撰写 – 初稿：ANA-D, MZ。撰写 – 审阅和编辑：ANA-D, THM, MZ
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