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《自然》:科學家首次確定抑制食欲的兩種神經元,但還沒完
·“PRLH神經元通過控制味覺來控制你吃得有多快,而GCG神經元通過感知胃的大小來控制你吃的有多少,這兩種類型的神經元在兩個不同的尺度上協調進食行為。”
是什么管理著大腦里的“饞蟲”,讓我們放下筷子?
科學家們已經確定了,在大腦區域內存在特定細胞調節飲食,但這一過程的發生機制尚不清楚。現在,通過小鼠實驗,研究人員首次確定了大腦中cNTS區域的泌乳素釋放激素(PRLH)神經元、前胰高血糖素原(GCG)神經元如何在抑制食欲方面發揮作用。相關論文已于當地時間11月22日刊登在《自然》(Nature)雜志,《自然》和《科學》(Science)都對此進行了報道。
在先前關于動物停止進食的研究中,研究人員通過在被麻醉的動物胃內放置一個氣球等模擬手段發現,PRLH和GCG這兩種神經元在胃充盈狀態時會變得活躍,但美國加利福尼亞大學舊金山分校(UCSF)的神經生物學家 Zachary Knight表示,這種模擬狀態很難代表真實情況,“你無法真正了解到底發生了什么動態變化。”
為了創造一個更自然的環境, Knight、UCSF博士生Truong Ly和其他同事們在經過基因改良的老鼠大腦中植入了一個光敏傳感器,能夠在老鼠清醒狀態下記錄各神經元做出的反應,同時,研究人員分別向老鼠喂食各類固體和液體食物。
結果顯示,在老鼠開始進食后的幾分鐘內,GCG神經元逐漸活躍。不管研究人員向老鼠胃內注入食物還是空氣,GCG神經元都同樣活躍,“這表明這些神經元利用胃的膨脹來確定已消耗的食物量。”Ly說。而當研究人員使用激光人工刺激這些神經元時,老鼠似乎也認為它們已經吃飽了,吃得比沒有被人工刺激的老鼠少得多。
相比之下,PRLH神經元的反應則有所不同。當動物被允許正常進食時,這些神經元對老鼠口中食物的存在更為敏感, Knight和他的同事發現,當老鼠主動進食時,刺激PRLH神經元會極大地抑制老鼠食欲。
為了解是什么具體觸發了這些神經元,研究人員給老鼠喂食脂肪、糖、無熱量甜味劑和水。前三種物質會在幾秒鐘內觸發PRLH細胞的活動。這個反應表明:味覺是在進食過程中激活細胞的關鍵因素。
“換句話說,PRLH神經元通過控制味覺來控制你吃得有多快,而GCG神經元通過感知胃的大小來控制你吃的有多少。”Knight說,“這兩種類型的神經元在兩個不同的尺度上協調進食行為。”
不過研究人員也警告,這項研究并不能完全解釋進食終止的整個過程。特別是英國曼徹斯特大學(the University of Manchester)的神經科學家Simon Luckman對于為什么PRLH神經元會減緩小鼠對美味食物(如脂肪和糖)的進食感到困惑。“我們通常認為,當你吃到美味的食物時,你對那種食物的攝入量會增加。”他說,“還有很多需要研究的地方。”
Knight同意這些發現似乎有些違反直覺,但他猜測進食速度反映了一種平衡。一方面的信號是,“這很美味,我要多吃一點。”他說,“但與此同時,這個PRLH神經元還在說:‘等一下,這有很多卡路里,慢一點’。”
Knight和其他研究人員還強調,終止進食行為可能還涉及其他大腦區域和細胞。cNTS中大約有20種類型的神經元,其中許多尚未被研究清楚,PRLH神經元如何從口腔接收信息,它們如何平衡來自口腔和胃的信息,以及它們如何調節每秒的進食行為,“這些我們都還不了解。”Knight說道。
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