享乐性进食的神经调控新发现:VTADA神经元与 GLP-1R 通路的关键作用

时间:2025年3月28日
来源:SCIENCE 44.7

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为探究享乐性进食(Hedonic eating)的神经调控机制,研究人员开展了相关研究。他们发现从蓝斑周围区域到腹侧被盖区(VTA)的神经通路控制享乐性进食,VTADA神经元双向调节进食,且与抗肥胖药物效应相关,这为肥胖研究与治疗提供新视角。

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享乐性进食(Hedonic eating)是指由食物美味程度驱动,而非身体需求的进食行为,这种行为可能导致暴饮暴食,进而引发肥胖。尽管食物美味程度与享乐性进食之间存在重要联系,但控制这一过程的神经机制却鲜为人知。进食行为可分为三个阶段:觅食阶段、进食阶段和饱腹感阶段,分别启动、维持和终止进食,这些阶段由相互独立又相互作用的神经回路协调,且各自的运行时间不同。虽然在理解食物寻求和饱腹感的神经基础方面已取得进展,但在确定控制进食阶段美味程度的神经回路时,研究结果却相互矛盾。
腹侧被盖区多巴胺(VTADA)神经元因会被奖励激活,成为促进美味食物摄入的重要候选细胞类型。然而,此前多数对多巴胺神经元的操控研究表明,这会减少食物摄入量。为解决这一矛盾,研究避开了以往研究中对时间不具特异性的操控方式,仅在进食阶段(这是其正常活动模式中的一个阶段)对 VTADA神经元的活动进行操控。

参与享乐性进食的另一类细胞是蓝斑周围区域释放谷氨酸的神经元(periLCVGLUT2神经元)。在享乐性进食过程中,部分此类神经元会受到抑制,且抑制程度与食物美味程度或饥饿状态相关。虽然这些神经元不会触发觅食行为,但在进食过程中对其进行抑制会延长正在进行的食物摄入,尤其是美味食物的摄入。不过,这些神经元影响食物摄入的具体途径尚不清楚。

研究发现,VTADA神经元的活动与食物摄入时长紧密相关,且这种反应会随食物美味程度而变化。在测量 VTADA神经元的下游靶点伏隔核(NAc)中的多巴胺释放时,也观察到了类似现象。饥饿会增加进食过程中 VTADA神经元的活动,而生病状态则会使其活动减少。通过光遗传学技术在进食阶段特异性增强 VTADA神经元的活动,会延长食物摄入时间,效果类似增加食物的美味程度;相反,抑制 VTADA神经元则会减少食物摄入。值得注意的是,在小鼠不进食时激活这些神经元,既不会使小鼠靠近食物,也不会增加其食物摄入量。

此外,研究还表明 periLCVGLUT2神经元通过间接途径向 VTADA神经元传递信号,进而影响进食:periLCVGLUT2神经元的轴突主要靶向 VTAVGAT神经元,而 VTAVGAT神经元会抑制 VTADA神经元。

抗肥胖药物司美格鲁肽(semaglutide)最初会缩短美味食物的进食时长,同时降低 VTADA神经元的活动。通过光遗传学激活 VTADA神经元,能部分抵消司美格鲁肽对美味食物的食欲抑制作用。另外,随着小鼠使用司美格鲁肽体重下降,VTADA神经元的活动和美味食物摄入量都会增加,而抑制 VTADA神经元则可逆转这一现象。

总的来说,实验表明 VTADA神经元在进食的整个进食阶段都发挥作用,在享乐性进食中至关重要。其影响与进食过程中 VTADA神经元的活动密切相关,这与 periLCVGLUT2神经元在进食阶段的特异性作用相呼应,periLCVGLUT2神经元在进食时被选择性抑制,参与到一个解除对 VTADA神经元抑制的神经回路中。在摄入美味食物时,这些神经回路的动态变化会使 NAc 中的多巴胺上调,而 NAc 是一个调节进食时长的脑区。

VTADA神经元参与了动机行为的三个阶段。本研究明确了 VTADA神经元在享乐性食物摄入的进食阶段的作用,强调了 VTADA神经元活动时间对进食行为的关键影响:与进食同步的激活会促进食物摄入,而非特异性激活要么对进食无影响(本研究结果),要么会减少进食(先前研究报道)。VTADA神经元控制着正在进行的食物摄入时长,这一机制填补了人们在理解美味食物对食欲控制方面的空白,可能为肥胖的发展机制研究和治疗提供新的思路。
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