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持续闻到食物,小鼠却吃得更少

Nature communications · 2025-08-23

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Nature Communications · 研究前沿

持续闻到食物,小鼠却吃得更少

较强、持续的食物气味可减少雄鼠摄食。研究发现,嗅球经腹侧下托通往下丘脑的兴奋性联系参与了这一变化。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

闻到食物,常常让人期待开饭。但嗅觉对进食的影响未必只有一个方向。发表于 Nature Communications 的研究发现,在特定的持续食物气味环境中,雄性小鼠反而吃得更少。团队沿着神经信号追踪,找到嗅球、腹侧下托与下丘脑腹内侧核之间的一组联系,让气味与摄食调节在回路层面相遇。

关键发现

持续食物气味减少摄食,需要相关嗅觉输入及腹侧下托—下丘脑联系;增强这组神经活动也能减少进食。气味强弱、持续时间和回路状态共同影响结果。

阅读目录 · 6个部分

气味的强弱与时间很关键

在研究中的禁食后取食情境里,持续接触较强饲料气味的小鼠,随后数小时的摄食量低于对照。两种非食物气味没有产生同样的下降;较弱或短暂的食物气味也未显示这一效果。它不是闻到一点食物味就会出现的普遍反应。

这种变化还能跨越食物种类:闻到普通饲料气味后,高脂食物的摄入也减少;高脂食物气味同样影响两类食物的摄入。连续多日观察时,气味组吃得较少,体重增长也受到抑制,说明结果不只局限于刚开始接触气味的那一刻。

原论文图 1持续食物气味后的摄食与体重变化
持续食物气味后的摄食与体重变化
原论文 Figure 1:持续饲料气味减少普通及高脂食物摄入;嗅觉受损组缺少同样的摄食下降。多日气味观察中,摄食与体重增长较低。
来源:Liu Y et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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气味没有变成一顿额外的饭

团队考察了几种可能干扰结果的情况。小鼠对气味来源附近的地面探索时间没有明显增加,环境本身的差别也没有造成同样的摄食下降。嗅觉受损后,食物气味的作用消失,而没有气味条件下的原有摄食量相近。

气味并没有直接带来营养摄入,却能改变随后吃下多少食物。对于大脑而言,进食并非只听从身体内部的能量信号;环境中的食物线索,也能参与调节这项行为。接下来的问题,是哪些细胞把嗅觉信息带入摄食网络。

腹侧下托对食物气味更活跃

腹侧下托属于海马结构的一部分,与感觉、情境和动机相关区域广泛相连。持续食物气味后,这里的神经活动标记增强;所比较的非食物气味没有引发同样变化。通往下丘脑腹内侧核的下托细胞,在嗅探普通及高脂食物气味时也显示较强钙响应。

持续接触气味时,这组细胞的总体钙活动维持在较高水平;真正开始吃东西时,活动却有所降低。检测食物线索与实际摄入,出现了不同的细胞活动状态。这个动态差别,让下托看起来更像参与阶段转换的节点,而不是始终以同一种方式工作。

不同气味在常见嗅觉处理区域都能引起活动,腹侧下托却显示出更偏向食物的响应。这意味着,大脑既在检测“有气味”,也在把线索与行为意义联系起来。同样经过鼻子的信息,在后续网络中可以得到不同处理。

原论文图 2食物气味响应与下托—下丘脑联系
食物气味响应与下托—下丘脑联系
原论文 Figure 2:腹侧下托细胞对食物气味产生较强响应,并向下丘脑腹内侧核提供兴奋性输入;增强相关投射活动可减少摄食。
来源:Liu Y et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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下丘脑这一站决定摄食效果

腹侧下托的输出并不只到一个地方。通往下丘脑的细胞,还向外侧隔区及伏隔核壳部发出分支。提高这些下托细胞活动后,小鼠吃得较少;同时减少下丘脑接收输入的细胞的活动,摄食下降明显减弱,另两个分支的比较则没有同样效果。

面对持续食物气味时,减少下托—下丘脑相关活动,也能削弱气味引发的摄食下降。反过来增强这条投射,则足以减少进食。位置偏好及运动观察没有出现明显改变,使这项摄食结果与所测的回避或行动变化区分开来。

原论文图 4减少相关活动后的气味效应
减少相关活动后的气味效应
原论文 Figure 4:抑制通往下丘脑的下托细胞,或抑制下托输入所连接的下丘脑细胞,均削弱食物气味造成的摄食下降;另外两处分支未显示同样作用。
来源:Liu Y et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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嗅觉信息接入下托

继续向上游追踪,团队发现嗅球中的一组细胞连接到腹侧下托。细胞电活动支持这段输入具有直接的兴奋性作用,下托再把兴奋性信号传向下丘脑。气味于是通过一组相连的节点,与调节摄食的网络接通。

减少这组嗅球细胞的活动后,单次持续食物气味不再明显减少摄食,多日观察中的摄食及体重增长也高于气味对照组。原有摄食与体重却相近。上游信号受到改变时,气味引发的行为差别随之改变。

原论文图 5嗅球输入与气味驱动的摄食下降
嗅球输入与气味驱动的摄食下降
原论文 Figure 5:嗅球向腹侧下托提供兴奋性输入;减少相关嗅球细胞活动,削弱单次及多日食物气味相关的摄食和体重变化。
来源:Liu Y et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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同一感官线索,可以有不同结果

长期提高这组嗅球细胞的活动后,小鼠在普通及高脂饮食条件下都吃得较少,体重增长较低;高脂饮食组的脂肪量下降,瘦体重没有明显改变。这来自直接改变神经活动,与前面的气味环境观察相互补充。

研究来自成年雄鼠,尚未测定完整的气味浓度范围。它最清楚地说明:食物线索与进食的关系,会随信号持续方式和所调动的回路改变。嗅觉不仅帮助动物找到食物,也能参与决定吃下多少。

原论文图 6持续增强嗅球活动后的摄食及体重
持续增强嗅球活动后的摄食及体重
原论文 Figure 6:持续提高相关嗅球细胞活动减少普通及高脂食物摄入,并减缓体重增长;高脂饮食组脂肪量较低,瘦体重相近。
来源:Liu Y et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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论文信息

Liu Y, Liu H, Wong HK, Auld N, Conde KM, Li Y, Yu M, Deng Y, Liu Q, Fang X, Wang M, Shi Y, Z Ginnard O, Yang Y, Tu L, Liu H, Bean JC, Han J, Burt ME, Jossy SV, Yang Y, Wang C, Tong Q, Arenkiel BR, Li H, Xu Y, He Y.
Prolonged exposure to food odors suppresses feeding via an olfactory bulb-to-hypothalamus circuit
Nature communications · 2025-08-23
DOI: 10.1038/s41467-025-63170-2