与刺鼠相关的肽类神经元作为营养状态和认知的调节因子：通过化学遗传学和纤维光度法推动营养神经科学的发展

《Proceedings of the Nutrition Society》：Agouti related peptide neurons as mediators of nutritional state and cognition: advancing nutritional neuroscience through chemogenetics and fibre photometry

　　

摘要

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下丘脑中的阿黑皮素相关肽（AgRP）神经元是调节进食行为和能量平衡的关键因素（1，2）。最新研究表明，这些神经元还通过调节海马体的GABA能神经网络影响高级认知过程（3，4）。这种代谢与认知之间的相互作用紊乱与神经退行性疾病（尤其是阿尔茨海默病）密切相关（5）。要阐明这些机制，需要将下一代神经技术应用于营养神经科学领域（6，7）。本研究的目的是探讨AgRP神经元的激活如何调节海马体活动及认知表现，从而揭示营养状态与记忆过程之间的神经机制。

我们使用AgRP-Cre × Vgat-Flp双转基因小鼠来研究AgRP神经元活动对海马体功能和认知的影响。将携带化学遗传构建体（hM3Dq DREADDs）的重组腺相关病毒载体注射到弓状核中以选择性激活AgRP神经元，同时将钙传感器（GCaMP6）引入齿状回。为了调控神经元活动，在化学遗传受体表达后通过腹腔注射去氯氯氮平（DCZ）。利用荧光病毒示踪剂观察AgRP神经元向其下游目标的投射。在新型物体识别任务中，我们使用光纤光度法实时检测钙离子动态，并将这些信号与记忆表现直接关联起来。同时进行了喂养实验以评估能量平衡与认知之间的相互作用。

光纤光度分析显示，DCZ处理组（AgRP激活组）与生理盐水对照组之间的钙信号幅度没有统计学上的显著差异。然而，DCZ组平均z分数值呈轻微上升趋势，表明AgRP神经元激活后海马体活动可能有所增强。尽管个体动物之间的信号模式存在差异，但部分动物在探索物体时表现出短暂的钙荧光增强。这些发现表明AgRP激活可能微妙地调节海马体网络活动，不过需要更大规模的样本才能确认这一效应。

虽然AgRP激活并未引起海马体钙活性的显著变化，但观察到的趋势表明下丘脑饥饿回路与海马体功能可能存在调节关系。这些初步结果强调了整合化学遗传学和光纤光度法在揭示营养状态与认知之间微妙神经机制方面的重要性。

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