科学家揭示未定带区多巴胺能神经元调控饥饿状态下摄食动机行为

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来源: | 作者:康森特生物科技 | 发布时间: 2023-11-22 | 266 次浏览 | 分享到:

能量剥夺引发食物寻求，以确保体内平衡的消耗。下丘脑弓状核(ARC)和孤束核(NTS)是调控摄食的经典脑区，近年来发现多巴胺能系统也参与其中。已有研究表明敲除多巴胺后可引起严重的饥饿状态，但激活腹侧被盖区(VTA)或其下游伏隔核脑区仅仅增加小鼠进食次数，并不增加食物总消耗量，这可能是激活奖赏系统后引起正性效价，补偿饥饿所引起的进食行为。除了VTA以外，下丘脑和未定带区(ZI)也表达多巴胺能神经元。

2023年11月17日佛罗里达州立大学心理学系Xiaobing Zhang团队在Science Advances杂志上发表文章揭示了ZI脑区多巴胺能神经元投射到丘脑室旁核调控饥饿状态下摄食动机行为。

一

能量缺乏状态下ZI脑区多巴胺能神经元维持寻求食物行为

研究人员通过病毒损毁VTA脑区多巴胺能神经元后在自由摄食状态下并不影响小鼠每天进食总量，也不影响在饥饿状态下的食物奖赏寻求行为，但可显著抑制自由进食状态下食物奖赏寻求行为。与之相反的是，损毁ZI脑区多巴胺能神经元后显著抑制自由摄食状态下小鼠的进食行为，引起体重下降，抑制饥饿状态（而不是饱腹状态）下的食物奖赏寻求行为，表明在能量缺乏状态下，ZI脑区多巴胺能神经元对于寻求食物行为至关重要。

在禁食24消失后化学遗传学技术慢性激活ZI脑区多巴胺能神经元可促进小鼠摄食行为，也会增强小鼠的食物奖赏寻求行为（无论饱腹状态还是饥饿状态）。而在抑制该类型神经元后不影响小鼠日常摄食行为，但抑制饥饿状态下的进食行为，也减弱食物奖赏行为。

图1：损毁ZI脑区多巴胺能神经元后显著抑制小鼠进食行为

二

ZI脑区多巴胺能神经元编码食物线索相关信息

研究人员慢性激活ZI脑区多巴胺能神经元可促进小鼠通过压杆实验获得食物奖赏。此外，在食物配对的条件下位置偏好实验中，激活ZI脑区多巴胺能神经元可增加小鼠停留在食物一侧的时间，抑制该神经元后可减少在食物一侧的停留时间，表明ZI脑区多巴胺能神经元编码食物线索相关信息。

图2：ZI脑区多巴胺能神经元编码食物线索相关信息

三

ZI-PVT环路调控摄食行为

病毒示踪实验发现ZI脑区多巴胺能神经元投射到丘脑室旁核（PVT）、中脑导水管周围灰质(PAG)等脑区，其中PVT具有调控摄食动机行为的作用。光激活ZI-PVT环路可促进小鼠的摄食行为，激活ZI-PAG环路几乎不影响摄食行为。此外，激活ZI-PVT环路增加小鼠停留在食物一侧的时间，产生条件性位置偏好。

光纤钙成像技术记录到小鼠在靠近食物时ZI脑区多巴胺能神经元活性升高，在捧起食物后活性降低。同样的方式检测到ZI-PVT神经元在靠近食物时活性增加，在消耗食物时活性降低。