來源丨浙江大學(xué)學(xué)術(shù)委員會 

撰文 | 周煒

飽餐一頓的小鼠在籠子里昏昏欲睡，這時(shí)，深入它大腦的一根光纖亮了，在黃光的“刺激”下，小鼠像是立刻恢復(fù)了食欲，又開始大吃起來。

這一幕發(fā)生在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，神經(jīng)科學(xué)家汪浩教授在小鼠的大腦中發(fā)現(xiàn)一組神經(jīng)元，它能夠像開關(guān)一樣，調(diào)控動(dòng)物“吃或不吃”的攝食行為。

7月16日，最新一期的Cell Reports雜志上，汪浩介紹了他們的研究進(jìn)展：這個(gè)新的攝食“開關(guān)”位于中腦的中央導(dǎo)水管灰區(qū)域（PAG），是一群具有抑制功能的GABA能神經(jīng)元。在論文中，研究團(tuán)隊(duì)具體展示了這個(gè)“開關(guān)”顯著而精準(zhǔn)的調(diào)控作用：

圖：小鼠的PAG區(qū)域和GABA神經(jīng)元示意圖

實(shí)驗(yàn)一，吃飽了繼續(xù)吃吃吃。科學(xué)家將一根光纖插到小鼠中央導(dǎo)水管灰區(qū)域的GABA能神經(jīng)元，通過光遺傳學(xué)技術(shù)，人們可以在外部用光線來控制神經(jīng)元的興奮或抑制。按照常理，吃飽了的小鼠應(yīng)該無心進(jìn)食，但是，一旦科學(xué)家抑制這群GABA能神經(jīng)元，小鼠就迅速啟動(dòng)覓食、進(jìn)食，完全忘了自己剛剛飽餐一頓，仍然對食物充滿熱情。

視頻：黃光抑制中央導(dǎo)水管灰質(zhì)區(qū)的GABA能神經(jīng)元可以促使飽食小鼠產(chǎn)生進(jìn)食行為

實(shí)驗(yàn)二，餓昏了也不想吃。一組餓了24小時(shí)的小鼠參加了實(shí)驗(yàn)，在正常狀態(tài)下，饑餓的小鼠開始窮兇極惡地狼吞虎咽，仿佛身體的每一個(gè)細(xì)胞都寫滿了對食物的渴求?？墒?，當(dāng)科學(xué)家激活這組GABA能神經(jīng)元，情況發(fā)生了反轉(zhuǎn)：即使饑腸轆轆，或許快要餓暈了，仍然對食物無動(dòng)于衷，不聞不問，甚至在光刺激的時(shí)候毫不猶豫地放下嘴邊的食物。

視頻：藍(lán)光興奮中央導(dǎo)水管灰質(zhì)區(qū)的GABA能神經(jīng)元可以打斷餓了24小時(shí)小鼠的進(jìn)食行為

“這告訴我們，這群抑制性GABA能神經(jīng)元在攝食行為調(diào)控中起到十分重要的作用?！蓖艉普f，攝食行為是許多科學(xué)家關(guān)心的問題，隨著社會的發(fā)展，富含高卡路里的食物價(jià)格越來越低廉，肥胖人群不斷增多，科學(xué)家迫切想知道大腦是如何控制攝食行為，以便更好應(yīng)對肥胖、厭食癥與攝食有關(guān)的健康問題。

但吃的問題相當(dāng)復(fù)雜，不同的大腦區(qū)域調(diào)控?cái)z食行為的各個(gè)環(huán)節(jié)，彼此交錯(cuò)，當(dāng)前科學(xué)界還沒有完全弄清楚全部狀況?！氨热鐬槭裁匆?，”汪浩說，“餓與饞，就是兩種不同的動(dòng)機(jī)，前者是尋找能量；后者是尋找快樂。這兩套動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是不一樣的。”

科學(xué)界多年的研究曾表明，下丘腦是我們攝食行為的中樞，包括外側(cè)下丘腦和弓狀核里的agouti-related peptide (AgRP)陽性神經(jīng)元。這兩個(gè)腦區(qū)的神經(jīng)元可以感知到機(jī)體對能量的需要，從而促使生物去尋找并消耗食物。然而，關(guān)于下丘腦是通過它們哪些下游核團(tuán)促進(jìn)攝食行為完成的目前仍不清楚。

 “我們認(rèn)為，在與‘餓’相關(guān)的攝食行為中，我們新發(fā)現(xiàn)的這組中央導(dǎo)水管灰質(zhì)的GABA能神經(jīng)元就是下丘腦的下游核團(tuán)?！蓖艉普f，也就是說，當(dāng)位于上游的下丘腦感受到“餓了”，會將信號投射給中央導(dǎo)水管灰質(zhì)的GABA能神經(jīng)元， GABA能神經(jīng)元?jiǎng)t進(jìn)一步促成攝食行為的完成。

體鈣成像的結(jié)果顯示，當(dāng)餓了24小時(shí)的小鼠去覓食和進(jìn)食時(shí)，中央導(dǎo)水管灰質(zhì)的GABA能神經(jīng)元活會被持續(xù)的抑制，“那可能就是它們正在持續(xù)地傳遞‘吃吃吃’的信號?！蓖艉普f。此外，課題組連續(xù)5天抑制這群GABA能神經(jīng)元時(shí)，小鼠不僅僅進(jìn)食量顯著增加，它們的體重也比對照組重了大約10%。“

一直以來，中腦的中央導(dǎo)水管灰質(zhì)區(qū)都被認(rèn)為是與恐懼和感受疼痛有關(guān)。汪浩團(tuán)隊(duì)的研究，向人們揭示了這一腦區(qū)與攝食直接相關(guān)?！斑@是否可以解釋，恐懼與饑餓之間的某種聯(lián)系？”汪浩猜測，“例如在極端饑餓的情況下，動(dòng)物有可能會冒極大的危險(xiǎn)去獲取食物?！?/span>

汪浩認(rèn)為，這項(xiàng)研究有助于人類進(jìn)一步認(rèn)識攝食機(jī)制，并為研發(fā)肥胖藥物等方面提供啟示。

本文轉(zhuǎn)載自“浙江大學(xué)學(xué)術(shù)委員會”