Nature子刊：三医大周艺/熊鹰/钱绍文发现夏天吃得少的潜在神经机制

报道来源：inature

iNature

啮齿动物和灵长类动物都已经进化到协调食物摄入以维持热稳态以应对环境温度挑战。然而，很少报道温度协调进食行为的机制。

2022年7月22日，陆军军医大学周艺，熊鹰及钱绍文共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“A temperature-regulated circuit for feeding behavior”的研究论文，该研究发现一个非规范的进食中心，内侧视前区 (apMPOA) 的前腹和脑室周围部分对小鼠饮食状态的改变作出反应。apMPOA 中两个相邻但不同的神经元群通过接收来自外侧臂旁核的外部和背侧亚核的解剖学输入来介导摄食行为。虽然这两个群都是谷氨酸能的，但 apMPOA 中的弓形核投射神经元可以感知低温并促进食物摄入。

另一种类型，apMPOA 中的室旁下丘脑核 (PVH) 投射神经元主要对高温敏感并抑制食物摄入。Caspase 消融或 apMPOA→PVH 途径的化学遗传学抑制可以消除进食的温度依赖性。进一步的投影特异性 RNA 测序和荧光原位杂交确定这两个神经元群体在分子上被甘丙肽受体和 apelin 受体标记。总之，该研究结果突出了以前未被识别的 apMPOA 细胞群和回路，它们在应对环境温度时协调摄食行为。

摄食行为由多个神经回路调节，这些神经回路是多种内部稳态因素和外部环境因素的基础。环境温度作为与稳态相关的关键环境因素，密切协调摄食行为。为了维持生存的体内平衡，啮齿动物和灵长类动物都进化到最佳地协调食物摄入以感知环境热胁迫。

一个长期存在的进食行为理论提出了一种“恒温”机制，其中食物摄入作为一种体温调节机制来维持适当的能量摄入。在低环境温度下，更高的产热需求迫使机体进一步增加能量摄入，表现为促进摄食。在极热环境的情况下，较低的热量需求和较高的耗散负荷优先抑制食物摄入。然而，很少报道环境温度协调进食行为背后的神经机制。

已确定内侧视前区 (MPOA) 的神经元群对环境温度有反应，包括表达瘦素受体、腺苷酸环化酶激活肽、脑源性神经营养因子和焦谷氨酰化 RFamide 肽的神经元亚群。与热感觉方面相结合，这些神经元的激活也导致了摄食行为的变化。对山羊、大鼠或猪的 MPOA 进行局部热操作（例如，加热、冷却或损伤）会导致快速进食行为或停止，无论它们最初的饮食状态如何。基因激活 MPOA 神经元甚至可能导致小鼠进入冬眠或麻木状态，表现为体温过低和厌食。

谷氨酸能apMPOA神经元对改变的饮食状态有反应（图源自Nature Communications ）

病理上，下丘脑-垂体缺乏症患者（如颅咽管瘤、垂体瘤），以及视前区和下丘脑前部（POA/AH）有病变的动物，通常表现出自主体温调节异常以及摄食行为异常。最近，MPOA 神经元的顺行标记揭示了向多个食欲中心的密集投射，例如终纹床核 (BNST)、弓状核 (ARC)、下丘脑室旁核 (PVH)、下丘脑外侧核 (LH)。研究热敏 MPOA 神经元及其特定回路是否对食欲中心施加神经调节，以应对环境热胁迫会很有趣。

为了解决这些问题，该研究剖析了 POA/AH 对温度依赖性摄食行为的贡献。该研究发现，在 POA/AH 的多个热敏亚区域中，内侧视前区 (apMPOA) 的前腹和脑室周围部分的两个谷氨酸能神经元对改变的饮食状态有反应，并精心策划了两种不同的途径来介导从外侧臂旁核 (LPB) 的外部和背侧亚核接收进食行为的信号。

apMPOA中的ARC投射神经元可以感知低温，促进食物摄入。然而，apMPOA 中的 PVH 投射神经元主要对高温敏感并抑制食物摄入。进一步的投射特异性 RNA 测序确定这两个神经元群在分子上被甘丙肽受体和 apelin 受体标记。总的来说，该研究结果突出了以前未被识别的 apMPOA 细胞群和回路，它们在应对环境温度时协调摄食行为。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-31917-w

【讲座预告】

讲座主题

蜜蜂脑部多巴胺信号调控食物欲望

主讲内容

1. 蜜蜂舞蹈语言；

2. 蜜蜂脑部多巴胺介导舞蹈行为；

3. 蜜蜂脑部多巴胺介导食物欲望系统。

讲座时间

2022年7月30日（本周六）下午16:00

主讲人介绍

张曌楠，毕业于福建农林大学，2020年获得国家公派奖学金，前往法国图卢兹大学攻读生物学博士学位。

研究方向：蜜蜂的行为神经学，蜜蜂的学习和记忆。

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