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吃得相近,为何越来越重?Phf6把体重变化连到身体活动

Nature communications · 2026-03-24

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Nature communications · 研究前沿

吃得相近,为何越来越重?Phf6把体重变化连到身体活动

内侧视前区一群雌激素敏感细胞参与运动与能量支出;成年局部删除Phf6后,雌鼠活动减少、脂肪细胞增大。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

体重上升,常让人首先想到摄入增加。但能量账本还有另一侧:身体每天活动多少、消耗多少?发表于Nature Communications的一项研究从下丘脑内侧视前区(MPOA)出发,追踪染色质相关蛋白Phf6标记的一群细胞。它们与雌激素受体Esr1高度重合。成年雌鼠在这个区域缺失Phf6后,进食没有显著增加,身体活动与能量支出却下降。研究进一步把这一变化连接到细胞兴奋性、激素响应和下丘脑局部环路。

关键发现

MPOA局部Phf6缺失降低雌鼠活动及能量消耗,并削弱细胞雌二醇反应;MPOA至VMHvl的联系参与活动促进。

阅读目录 · 7个部分

Phf6标记出哪些雌激素敏感细胞?

成年雌鼠MPOA内,几乎所有Phf6阳性细胞同时表达Esr1,但只占Esr1群体的一部分。它们既包含谷氨酸能,也包含GABA能细胞,雌雄之间构成比例不同。这个分子标记选中的并不是一种单纯兴奋性的细胞,而是一个与激素敏感性相联系的混合群体。

在八周龄雌鼠MPOA局部删除Phf6后,体重从第四周开始增加,十二周增幅明显超过对照,白色脂肪细胞也变大。改变发生在成年阶段的一个脑区,让研究者能沿着日常能量平衡寻找原因:这些细胞功能改变后,身体究竟少做了什么?

原论文图 1原图1|细胞构成与体重变化
原图1|细胞构成与体重变化
a–e展示Phf6与Esr1共标及雌雄递质类型组成;f–m展示雌鼠MPOA条件删除、体重轨迹与白色脂肪细胞变化。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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食物相近,跑轮与能量支出减少

食物摄入量、进食频率和持续时间没有显著变化,棕色脂肪表面温度及所测生殖轴激素也没有明显变化。代谢笼中,夜间跑轮却显著减少,较晚时间点的活动期能量消耗降低,校正体重后差异仍在。动物并未明显多吃,而是动得更少、支出更低。

下降最突出的是运动诱导产热,非运动活动产热和基础代谢率也有较小但显著的下降。雄鼠出现部分活动及支出减少,但体重变化更迟、更弱。不同支出项目与性别之间的差异,让能量账本比“活动减少”四个字更细致。

跑轮变化在夜间尤为突出,正是小鼠通常更活跃的时段。体重增加又是逐周出现的慢变化。把日常活动记录与体重轨迹放在一起,可以看到短时支出减少怎样与长期能量积累相联系;代谢笼数据为体重差异提供了具体的行为背景。

原论文图 2原图2|活动减少对应能量支出下降
原图2|活动减少对应能量支出下降
c–e为雌鼠跑轮记录,f为体重校正后的能量消耗,h–i为昼夜支出;j–l分别比较运动产热、非运动活动产热和基础代谢率。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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细胞跟随运动,也能改变运动

自由活动雌鼠开始行走或攀爬后,MPOA Phf6细胞的群体钙信号升高;跑轮与夜间活动也伴随更多c-Fos标记。细胞活动跟随身体活动变化。接下来的操控检验了它们是否只是在旁观,还是能够参与改变运动。

白天较低活动期激活这群细胞,移动与能量消耗增加;夜间抑制,移动、跑轮和支出降低。旷场中心及高架十字迷宫开放臂停留没有显著变化。双向活动变化出现在这些焦虑样指标保持相近的条件下。

原论文图 4原图4|双向操控活动与支出
原图4|双向操控活动与支出
a–i展示光遗传或化学遗传操控及移动距离,j–n展示代谢与活动结果;o–s的相关焦虑样指标未显著变化。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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激素没少,细胞的响应却弱了

切片中,Phf6缺失细胞的自发及较强电流诱发放电减少,静息电位未显著改变,输入电阻却升高。细胞在相同输入下的输出能力改变了。雌二醇通常可提高这些细胞放电,Phf6缺失后,这个反应变弱。

与此同时,细胞Esr1 mRNA降低,血浆雌二醇却未下降。线索因此落在接收激素的细胞,而不是体内缺少激素。受体表达和放电响应的变化,使Phf6与活动减少之间多了一层可观察的细胞联系。

原论文图 5原图5|兴奋性与雌激素响应
原图5|兴奋性与雌激素响应
d–i比较静息电位、输入电阻与放电,j–k比较雌二醇诱发反应,l–m展示Esr1 mRNA信号。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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VMHvl是促进移动的重要出口

MPOA Phf6细胞向多个区域输出。激活伏隔核或室旁核末梢不显著增加移动,激活VMHvl及邻近结节核区域末梢则增加。把刺激进一步限定在腹内侧下丘脑腹外侧部VMHvl,移动仍增加,中心区停留不变。不同输出路线有不同的活动效应。

追踪显示MPOA Phf6与VMHvl Esr1相关群体有相互连接。抑制VMHvl,MPOA激活带来的运动增量大幅减弱;反向抑制MPOA,也部分削弱VMHvl Esr1激活的效应。活动促进因此不是孤立节点发出的单向命令,而涉及两个区域的功能配合。

原论文图 6原图6|投射筛选与相互连接
原图6|投射筛选与相互连接
a–h比较各输出区域的末梢激活;i–s展示顺行、形态与单突触逆行示踪,支持MPOA和VMHvl特定细胞群的相互联系。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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兴奋与抑制输入汇入同一区域

刺激MPOA Phf6末梢,VMHvl细胞可出现直接兴奋性或抑制性突触电流;附近SST抑制细胞也接收输入。混合细胞群因此带来混合突触作用。直接激活VMHvl Esr1细胞会减少中心区停留,MPOA Phf6激活却没有同样变化:即使相互连接,两群细胞产生的整体行为也有差别。

原论文图 7原图7|功能依赖与直接突触输入
原图7|功能依赖与直接突触输入
原文图7:VMHvl激活及MPOA、VMHvl双向区域抑制的行为比较,以及兴奋性、抑制性突触电流和药理验证。直接激活VMHvl Esr1细胞增加移动、减少中心停留。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY-NC-ND
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体重变化的一部分,藏在活动支出里

研究以成年雌鼠为主,把染色质相关因子、细胞激素响应、身体活动和能量支出接在一起。它最清楚的认识,是脑内细胞状态的变化可以让身体消耗减少,即使进食没有明显增加,体重仍会逐渐上升。理解这份能量账本,也需要看见驱动日常活动的神经组织。

论文信息

Wang J, Liu B, Wu X, Sun J, Wang Y, He L, Gan L, Du X, Ruan J, Pi L, Wu QF, Huang J.
Regulation of physical activity and energy expenditure through Phf6 in the medial preoptic area
Nature communications · 2026-03-24
DOI: 10.1038/s41467-026-70962-7