《細胞》：科學家發現調控飽腹感的新神經元，可以追蹤每一口食物！

減肥的時候是真想求自己別吃了，但是，往往意志打不贏食欲，還是想吃。

正經來說，調控進食行為還得是飽腹感相關神經元。近日，來自哥倫比亞大學的研究團隊發現了腦干中縫背核（DRN）中的一組可以調節飽腹感的肽能神經元。

從聞到周圍有食物開始，這些神經元就進入工作狀態，并持續追蹤進食過程，表達膽囊收縮素（CCK）。CCK神經元雙向調節進食量，通過多個負反饋回路調節飽腹感，驅動終止進食信號。

研究發表在《細胞》雜志上。

饑餓和飽腹感是確保動物生存的進化保守機制，通過調節食物攝入與能量需求來維持能量平衡。大腦，尤其是腦干，整合內外部感知信號，啟動和終止進食。神經解剖學研究顯示，DRN和附近的腹外側中腦導水管周圍灰質（vlPAG）在食欲和進食調節中起到關鍵作用。

研究人員對DRN進行了分析，表征了超過85000個細胞，將DRN內所有主要細胞類型進行了分類。在未能有清晰分類的細胞亞群中，有大約3%的神經元都高表達酪氨酸羥化酶（TH，參與多巴胺等神經遞質的合成）mRNA。

這些TH神經元存在3種亞型，其中TH1神經元是典型的多巴胺能神經元，TH2和TH3的多巴胺能標記基因表達較低，分別以表達活性腸肽（Vip）和不表達Vip為特征，并且同時高表達CCK，這就使它們更偏向為肽能神經元。鑒于CCK在調控進食方面的作用，研究人員對這些肽能神經元進行了下一步探索。

CCK神經元激活抑制小鼠食欲

基因本體論（GO）分析顯示，CCK神經元的信號通路富集神經肽信號傳導和能量穩態相關通路，表達了多種代謝相關信號分子，表明CCK神經元在調節能量平衡中扮演了重要角色。

使用光遺傳學方法激活CCK神經元，小鼠會在幾分鐘之內喪失食欲，食物攝入量顯著減少，但是并不影響飲水，并且沒有發現小鼠的焦慮或者厭惡情緒增加。抑制CCK神經元會增加小鼠進食量。

實時監控CCK神經元活性，可以發現神經元活動對食物攝取有強烈反應，與咀嚼相對應，并且在整個進食過程中都保持較高水平。等小鼠吃完最后一口，神經元活動出現大約10秒的延遲，然后再逐漸恢復到基線水平。并且，每一口食物攝入都對應著明顯的神經元活動峰值，CCK神經元似乎通過持續升高的神經元活性來追蹤進食總量。

CCK神經元活動與進食同步

進一步分析顯示，CCK神經元通過減少每餐的食物攝入量來實現抑制進食，這表明它們在調節飽腹感方面發揮重要作用。激活CCK神經元的抑食作用在進食約20分鐘時達到最大，說明抑制信號具有一定延遲性。

CCK神經元還可以通過感官信號，尤其是嗅覺信號來感知食物存在。只要聞到食物的氣味，CCK神經元就可以被迅速激活。

CCK神經元響應腸道注射

CCK神經元還會對腸道信號產生反應。向腸道注射營養物質會顯著激活CCK神經元，甚至非營養性刺激，比如可以被吸收的水和鹽水，以及不被吸收的甲基纖維素，也可以顯著激活CCK神經元，表明CCK神經元可以響應腸道的機械和化學信號。這些信號可能通過迷走神經傳遞至大腦。

為了確定輸入至CCK神經元的大腦區域，研究人員進行了單突觸追蹤實驗。雖然CCK神經元的數量相對較少，但是它們接收來自大腦前腦、中腦和后腦的大量輸入信號，與進食調節、目標導向行為、內臟感覺等功能有關。

CCK神經元結構和功能特征

總的來說，研究表明，位于DRN的一組神經元可以追蹤食物從感官呈現到攝入的全過程，并通過具有一定延遲效應的信號來抑制進食，揭示了腦干調節飽腹感的重要神經機制，提出了進食調節的新途徑。