Nature：提醒小脑神经元的一个亚群在进食后收回饱腹旌旗灯号

2021年11月22日讯/BIOON/---普拉德-威利综合征（Prader Willi syndrome）是一种性疾病，患者有永不知足的食欲。他们永远不会有饱腹感，即便是在一顿丰盛的食品之后。其成果能够是危及性命的暴饮暴食和瘦削。

依据一项新的研讨，这种继续的饥饿感部门上是因为小脑中的旌旗灯号错乱形成的，此中小脑是年夜脑中的一个也担任活动节制和培训的区域。一个跨越12个研讨机构的国内研讨小组，在美国宾夕法尼亚年夜学文理学院生物学助理传授J. Nicholas Betley和Scintillon研讨所副传授Albert I. Chen的引导下，应用来自普拉德-威利综合征患者的线索指导对小鼠的查询拜访，发现了小脑神经元的一个亚群在进食后收回饱腹旌旗灯号。相关研讨成果于2021年11月17日在线颁发在Nature期刊上，论文题目为“Reverse-translational identification of a cerebellar satiation network”。

据Betley说，当这些作者激活这些神经元时，其影响的水平是“微小的”。这些小鼠与典型的小鼠一样常常进食，但它们的每顿食量都少了50%～75%。

他说，“这是令人震惊的。现实上，它是如斯令人震惊，我曾以为这必定是错的。”Betley鼓舞他试验室的博士后研讨员Aloysius Low进行一些其他试验，以确保该后果是真实的。在快要一年的光阴后，他们开端信任了这一点。

Betley说，“令人诧异的是，你仍旧可以找到对根本生活行动很紧张的年夜脑区域，而咱们曩昔从未波及过这些区域。这些年夜脑区域长短常紧张的。”

这项新的研讨标明前部深层小脑核（anterior deep cerebellar nuclei, aDCN）中的神经元参加了帮忙小鼠调理其进食量。

一个新的区域

自这个名目开端以来，Betley试验室就已提醒了与年夜脑若何调理食品摄入无关的各类神经回路。与其他研讨一样，他们之前的研讨任务都提示着后脑和下丘脑中的区域在这种节制中起作用。Betley说，“不外，咱们也晓得靶向下丘脑和后脑的药物并不是真正好的瘦削医治办法。”

Betley和Chen与研讨人类小脑的单干者贝斯以色列女执事医疗中间的Roscoe Brady和麦克林病院的Mark Halko一路，讨论了小脑能够在克制饥饿方面发扬作用的能够性。这两人分割了布莱根妇女病院的Laura Holsen，后者领有一组常见的数据，此中包括普拉德-威利综合征患者的功效性磁共振扫描--一种跟踪年夜脑血流的办法---数据。Holsen之前用这些数据来研讨与这种疾病的神经回路无关的其他成绩，然则在这项新的研讨中，这些作者从新扫视了这些数据，寻觅这些患者的年夜脑与未受影响的人群相比对食品的反馈差别。Betley说，“小脑怀才不遇，咱们都看着它，说，‘这是真的吗?’”

就小鼠而言，单细胞转录组阐发证明，aDCN中的一小部门谷氨酸神经元是在进食时被激活的。仅激活这些aDCN神经元会招致小鼠年夜幅限定它们的进食量，无论它们之前是被褫夺了食品照样被赐与了尽能够多的食品。当这些作者反其道而行之，克制这些雷同的神经元时，小鼠的进食量比正常环境下年夜。尽管削减食品摄入量通常会招致人们和植物通过当前吃更多的食品来进行赔偿，然则aDCN遭到刺激的小鼠并没有如许做，并且代谢运动的丈量值坚持稳定。

食品线索反馈的fMRI形式，图片来自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-04143-5。

这些发现长短常显著的，但没有提醒神经元到底在做什么。它们只是招致小鼠吃得少，照样参加了帮忙它们预测吃若干或依据其他反应调理饮食？

一个提示来自于如许一个现实：当激活了aDCN神经元的小鼠被赐与一种卡路里密度低于其正常饮食的食品时，它们比正常环境下吃得更多以得到等同数目的热量。Betley说，“这奉告咱们，小鼠在盘算它所摄入的卡路里数目，并在它以为本人吃够了的时分停上去。”

这些作者将眼光锁定在被进食激活的aDCN神经元的一个亚群上，深化研讨了这些神经元在调理饥饿和饱腹感方面的作用。在饥饿的小鼠中，这些神经元在被赐与食品后迅速而微弱地激活；在进食的小鼠中，这些神经元坚持宁静。

拼图中的一块

在末了一组试验中，这些作者试图相识aDCN的运动若何与年夜脑中已知的饥饿和饱腹回路相顺应。Betley试验室之前曾研讨过下丘脑中的一组神经元，称为AgRP神经元，当小鼠处于卡路里不敷的环境下，这些神经元会被激活，并担任推进进食量添加。当他们在激活这些神经元的同时也激活了aDCN神经元时，小鼠的食品摄入量仍旧年夜幅削减，这标明小脑的作用是“当小鼠处于热量不敷的状态时，它就会被激活”。

进食行动也能够是由进食的奖励和快感驱动的，是以Betley、Low及其共事们接上去想看看年夜脑腹侧纹状体中与神经“奖励”路径相关的多巴胺旌旗灯号是否会遭到aDCN激活的影响。他们发现，当与削减进食无关的aDCN神经元被激活时，多巴胺涌向腹侧纹状体。这是令人迷惑的，由于多巴胺旌旗灯号的添加通常会匆匆使植物寻求更多的奖励。

为了更好地相识多巴胺旌旗灯号和aDCN运动之间的关系，这些作者在给小鼠喂食前一小时激活了小鼠的aDSC神经元。尽管小鼠在正常情景下在摄入食品后会呈现多巴胺程度的飙升，然则aDCN激活的小鼠的多巴胺添加重大受阻。