当你感到饥饿时，大脑会采取必要的步骤来促使你进食。这些步骤中的许多并不为人所知，但一项由贝勒医学院和德克萨斯大学健康科学中心的研究人员发表在《代谢》杂志上的新研究揭示了参与调节餐食启动和食物摄入的大脑回路和化学信使。这些发现对于开发改进的肥胖治疗药物具有重要意义，肥胖是一个全球性的流行病。
“众所周知，血清素（一种大脑中的神经递质）可以抑制食物摄入。这一发现导致了与血清素或其受体相互作用以调节食物摄入和肥胖的药物的开发。然而，其中一些药物有不良副作用，因此不再提供给患者。我们需要更好地了解大脑如何调节食物摄入，以改进药物设计。”该研究的通讯作者、贝勒医学院儿科营养学教授兼美国农业部/农业研究服务儿童营养研究中心基础科学副主任许勇博士说。
许勇实验室及其同事已经研究血清素对进食控制的作用相当长一段时间。在这项研究中，他们关注了一个鲜为人知的血清素调节食物摄入的组成部分。他们寻找调节血清素生成神经元活动的大脑回路和神经递质，在适当的时间激活或抑制这些神经元，以达到平衡的食物摄入。“我们问，如何利用这个系统来调节进食？”许勇说。
血清素主要由位于中脑背侧缝核（DRN）的神经元合成。DRN中的血清素神经元投射到多个脑区，包括下丘脑的弓状核（ARH）。研究团队表明，ARH回路和两种神经递质——GABA和多巴胺，在餐食启动中起关键作用。
“通过动物模型，我们发现当动物饥饿时，DRN中的血清素生成神经元受到GABA和多巴胺的抑制。这减少了大脑中的血清素水平，从而允许开始进食，”许勇解释道。“随着动物进食并达到饱腹感，对血清素神经元的抑制信号减少，更多的血清素被产生，通过投射到ARH来抑制进食。”
“独特之处在于，GABA和多巴胺协同作用——当两者同时存在时，血清素神经元似乎比仅有一种神经递质存在时受到更强的抑制，”许勇说。
这项工作很重要，因为它提高了我们对大脑如何管理体重和进食的理解，特别是神经递质在进食行为特定阶段（餐食启动）中的作用。这些知识可以为开发改进的肥胖药物提供信息。
“展望未来，我们有兴趣确定调节进食其他阶段的信号，”许勇说。
其他贡献者包括Kristine M. Conde、Huey Zhong Wong、Shuzheng Fang、Yongxiang Li、Meng Yu、Yue Deng、Qingzhuo Liu、Xing Fang、Mengjie Wang、Yuhan Shi、Olivia Z. Ginnard、Yuxue Yang、Longlong Tu、Hesong Liu、Hailan Liu、Na Yin、Jonathan C. Bean、Junying Han、Megan E. Burt、Sanika V. Jossy、Yongjie Yang、Qingchun Tong、Benjamin R. Arenkiel、Chunmei Wang 和 Yang He。作者隶属于贝勒医学院或德克萨斯大学健康科学中心。
这项工作得到了美国农业部/CRIS（资助编号51000-064-01S、3092-51000-062-04(B)S）、美国国立卫生研究院（资助编号R01DK120858、F32DK134121、R01DK131446）和美国心脏协会（资助编号23POST1030352）的支持。
来源：贝勒医学院
期刊参考：Conde, K. M., et al. (2024). Serotonin neurons integrate GABA and dopamine inputs to regulate meal initiation. Metabolism. doi.org/10.1016/j.metabol.2024.156099.
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