這項有意思的研究由密歇根大學(xué)分子與行為神經(jīng)學(xué)研究所的科學(xué)家們完成。他們以小鼠為模型發(fā)現，兩類(lèi)神經(jīng)細胞群在進(jìn)食時(shí)發(fā)揮著(zhù)相反的作用——POMC細胞負責阻止進(jìn)食，而AgRP細胞負責驅動(dòng)進(jìn)食。當同時(shí)激活時(shí)，這兩類(lèi)細胞會(huì )“打架”，且AgRP細胞能力強于POMC細胞！
研究還表明，大腦本身的阿 片肽系統也參與其中，通過(guò)納洛酮（naloxone）藥物抑制這一系統可以防止暴飲暴食。
兩組關(guān)聯(lián)“進(jìn)食行為”的神經(jīng)細胞
POMC和AgRP神經(jīng)細胞位于大腦下丘腦的弓狀核（arcuate nucleus，Arc）區域。之前已有研究表明，這兩類(lèi)細胞在食物攝取行為中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。
前阿黑皮素原（pro-opiomelanocortin）基因，即POMC具有多重功能：負責編碼應激激素ACTH（一種天然的阿 片類(lèi)物質(zhì)β-內啡肽）以及一些黑皮質(zhì)素分子。而且，POMC基因編碼的產(chǎn)物受到AgRP基因（Agouti-Gene-Related Peptide）表達產(chǎn)物的抑制。
一般來(lái)說(shuō)，當接收到身體的某種信號之后，POMC神經(jīng)元會(huì )給進(jìn)食行為“踩剎車(chē)”，而AgRP細胞則扮演者“油門(mén)”的角色，特別是在食物短缺或者很久沒(méi)吃東西的時(shí)候。
但是，讓研究團隊意外的是，當他們利用轉基因方法對POMC神經(jīng)元進(jìn)行光刺激時(shí)，小鼠卻吃的很“瘋狂”——在光刺激后的半小時(shí)內，他們吃掉了一天的食量。
尋找答案
為什么POMC神經(jīng)元被刺激的小鼠反而會(huì )暴飲暴食呢？研究人員發(fā)現，當利用光遺傳學(xué)技術(shù)刺激POMC細胞時(shí)，附近的AgRP細胞也會(huì )被無(wú)意激活。這兩種類(lèi)型的細胞來(lái)源于胚胎發(fā)育過(guò)程中的同一母體細胞。這意味著(zhù)，“剎車(chē)”和“油門(mén)”同時(shí)被打開(kāi)了。
關(guān)鍵點(diǎn)在于，當這兩種細胞都被激活時(shí)，AgRP細胞會(huì )發(fā)出“繼續進(jìn)食”的信號，且強度會(huì )超過(guò)由POMC細胞釋放的“停止進(jìn)食”指令。“當兩類(lèi)細胞同時(shí)受到刺激時(shí)，AgRP細胞‘搶盡風(fēng)頭’。”文章作者、神經(jīng)學(xué)家Huda Akil解釋道。
隨后，研究人員使用了另一種技術(shù)——向細胞注入病毒，利用病毒誘導光刺激集中在POMC神經(jīng)元上，并確保AgRP神經(jīng)元不會(huì )被激活。結果顯示，僅僅刺激POMC細胞可以導致攝取食物顯著(zhù)減少，且這一影響發(fā)生的速度很快。
此外，研究團隊還使用了一種CLARITY新方法——利用3D的方式記錄POMC和AgRP神經(jīng)元的信號通路。結果發(fā)現，一旦這些細胞被激活，就會(huì )觸發(fā)產(chǎn)生飽腹感或者進(jìn)食欲望的通路。他們將電腦中被激活的神經(jīng)元的圖像拼接在一起，制作出顯示神經(jīng)元活動(dòng)范圍的3D視頻。
“止痛系統”參與其中
他們發(fā)現，POMC和AgRP神經(jīng)元被激活，其影響會(huì )擴散至整個(gè)大腦，包括控制注意力、知覺(jué)和記憶等功能的皮層。
考慮到POMC編碼一種天然的阿 片類(lèi)物質(zhì)——β-內啡肽，研究人員好奇這一系統是否會(huì )觸發(fā)人體自身的“止痛系統”，即內源性阿 片肽系統。他們發(fā)現，POMC的激活可以阻斷疼痛，但是，阿 片類(lèi)拮抗劑納洛酮（naloxone）卻可以逆轉這一效果。
有意思的是，激活AgRP細胞同樣可以激活大腦中的阿 片肽系統。“當使用納洛酮時(shí)，小鼠會(huì )停止進(jìn)食。這表明，大腦本身的內源性阿 片肽系統可能會(huì )在過(guò)度飲食中發(fā)揮作用。”Akil解釋道。
研究意義
這項研究表明，飽腹的信號并沒(méi)有強大到足以對抗吃東西的強烈欲望。其他有研究團隊正試圖將阿 片類(lèi)受體阻滯劑視為潛在的飲食輔助藥物。
許多研究都專(zhuān)注于飲食的代謝方面——例如以瘦素、胃饑餓素等多肽形式在身體和大腦之間傳遞代謝信號。但是，Akil認為，最新研究提醒我們似乎有一個(gè)強大的神經(jīng)系統參與暴飲暴食的調控，這并沒(méi)有得到足夠的科學(xué)關(guān)注。
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