顶级期刊揭示控制摄食的最新神经环路，或有助于减肥

经典实验表明胃胀气会抑制进食和饮水，其中的信号传导涉及迷走神经和脊髓传入神经。消化道被颅底神经和脊髓传入神经广泛支配，这些传入神经将感觉信息传递到孤束后脑核（NTS）。

孤束核是一个位于延髓背侧、包绕于孤束周围的Y字形柱状核团，是心血管反射、呼吸、吞咽、呕吐、胃肠反射的初级调节中枢。

研究表明NTS投射至臂旁核（PB），该脑区广泛支配许多与进食和饮水有关的前脑和中脑区域。这种结构使臂旁核参与机械感觉和摄食反馈控制中发挥关键作用。 2020年4月8日韩国国立首尔大学青年神经科学家Sung-Yon Kim在nature杂志上发表文章揭示了控制摄食行为新的神经环路，这或许有助于治疗代谢疾病提供新的研究方向。

Sung-Yon Kim主要研究压力和饮食行为之间的关联，其研究成果对于肥胖症的治疗具有重要意义。

研究人员通过c-fos免疫荧光发现在饮水时臂旁核表达强啡肽原的神经元（下文统称为PB-Pdyn神经元）迅速被激活。随后通过光纤记录系统发现在饮水过程中PB-Pdyn神经元的钙离子水平升高，在停止饮水后钙离子水平恢复到基础水平。

那么这种PB-Pdyn神经元与饮水的相关性是否具有广泛性。进一步实验发现无论是饮用流食，碱性碳酸氢盐溶液，生理盐水等液体还是饲料等固体食物，PB-Pdyn神经元的钙离子水平均升高，这就说明PB-Pdyn神经元饮水的相关性具有广泛性，包含几乎全部的摄食行为。

更有意思的是，PB-Pdyn神经元的钙离子变化水平与饮食速度高度正相关，也就是说小鼠吃得越快，PB-Pdyn神经元的钙离子水平增加得越多。这些结果表明PB-Pdyn神经元参与摄食。 PB-Pdyn神经元参与摄食行为是否接收来自消化道的机械感觉信号。研究人员巧妙地利用灌胃针触摸舌头（引起吞咽反应）或将灌胃针插入食道（引起胃肠反应）后都能够引起PB-Pdyn神经元强烈的反应，这说明消化道感觉信号可以传递到PB-Pdyn神经元。

研究人员进一步通过物理方法使胃部膨胀，类似于胃胀气，结果发现在胃充气时PB-Pdyn神经元产生强烈的反应，在放气后PB-Pdyn神经元活动降低。令人意外地是，PB-Pdyn神经元活动对饮食摄入的反应并不受食物的重量、温度、气味的影响，这说明PB-Pdyn神经元对摄食相关的行为反应是稳定的。这些结果可以表明PB-Pdyn神经元的主要作用是整合来自消化道的机械感官信号，进一步参与摄食作用。

研究人员进一步通过在臂旁核上方埋置Grins透镜，结合双光子显微镜技术实现在饮水和摄入固体食物时观察单个PB-Pdyn神经元的变化情况，他们发现在观察的114个神经元中饮水可激活约82%的PB-Pdyn神经元，固体饲料可激活约75%的PB-Pdyn神经元，这两种饮食方式存在很大的重叠。此外，在增加小鼠胃内气体体积（类似于胃胀气）后PB-Pdyn神经元活动也相应增强。

PB-Pdyn神经元是如何接收来自于消化道的机械感觉信号的？其中一种可能是胃肠中存在神经元直接投射到PB-Pdyn神经元，另外一种可能是在胃肠相关信号传递到PB-Pdyn神经元的过程中存在“中转站”.本文基于病毒示踪技术的结果揭示了第二种可能性。

研究人员向臂旁核注射逆向跨单突触狂犬病毒后发现几乎全脑都有纤维输入到臂旁核，这就为找到“中转站“设置了重重困难，但是三叉神经神经核和孤束后脑核的吻部和尾部输入的最多。

而孤束后脑核这个脑区的功能与消化道反应高度相关，它接收通过三叉、面部，舌咽和迷走神经传递的口腔，口咽和内脏感觉信息。因此他们认为孤束后脑核充当了“中转站“的角色，使得颅底神经节中的输入神经元和PB-Pdyn神经元存在解剖学上的连接。这种解剖学的连接为迷走神经传达胃扩张信号到PB-Pdyn神经元提供了极大的便利。

那么PB-Pdyn神经元到底在摄食行为中起到了什么作用？通过化学遗传学技术慢性激活或光遗传学快速激活PB-Pdyn神经元可以抑制食物和水的摄入。慢性抑制PB-Pdyn神经元可以促进对食物和水的过度摄入，这就表明PB-Pdyn神经元负向调控摄食行为。

总的来说本文发现了控制摄食行为新的神经环路,消化道将感官信息传递到孤束后脑核后进一步将信息传入PB-Pdyn神经元进而负向调控摄食行为。

赞

打赏