靠近美食与真正吃下,侧隔细胞分成两种节奏
小鼠侧隔核Nts相关细胞内部存在不同活动群体。寻找与摄入、普通与高适口性食物,还对应不同时间和输出方向的调节。
食物近在眼前时,走过去与继续吃下去,看起来像一个连贯动作,大脑却可能分开调节。2022年8月26日发表于 Molecular Psychiatry 的小鼠研究,发现侧隔核中表达神经降压素Nts的细胞,既参与高适口性食物的摄入限制,也在接近食物时出现活动增强。单细胞记录进一步揭示,群体信号的先升后降,来自不同细胞响应的组合。沿着下游联系追踪,这种分工又延伸到特定食物的摄入与长期增重。
侧隔Nts群体的接近期活动与摄入期活动具有不同作用;TU相关输出更偏向限制适口性进食,GABA与Nts信号也呈条件性分工,慢性激活可减缓高脂饮食期间增重。
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普通食物可得,美食仍会招募不同活动
普通饲料可以自由获得时,小鼠仍会摄入高适口性食物,侧隔核LS的活动标记随之增加。进一步比较不同食物后,LS对高糖食物的标记更强,而另一处丘脑区域没有显示相同的食物类型差别。
这些活跃细胞中,超过一半表达Nts相关标记;Nts群体又主要带有GABA相关标记。研究由此聚焦一群具有抑制性传递能力的细胞,观察它们怎样参与食物选择与摄入。
来源:Chen Z et al. · Molecular psychiatry · CC BY
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降低输出,增加的主要是高适口性食物
降低这群细胞的突触输出,自由进食小鼠会吃更多高糖、高脂和适口性液体食物,普通饲料与饮水却未显著增加。短时压低活动也促进适口性液体摄入,提示它们平时对这类摄入具有约束作用。
饥饿背景下,降低输出对各类受测食物都没有显著影响。高脂饮食期间的增重则更明显,普通饲料体重未显著改变;相应运动和能量消耗也没有显著变化,作用因而带有食物与身体状态条件。
增强活动,抑制范围变得更广
提高Nts相关群体活动,自由进食条件下,普通饲料、高糖和高脂食物的摄入都减少,适口性液体摄入也下降。与降低输出时的选择性结果相比,增强活动影响了更广的摄入范围。
但饥饿条件下,普通饲料摄入没有显著减少,高适口性食物仍减少。相同细胞群的作用会随进食背景改变,这也提出一个分子问题:它携带的GABA与神经降压素信号,是否承担相同任务?
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GABA与神经肽,呈现不同条件下的贡献
削弱该群体GABA传递,基础状态下高适口性食物摄入增加,普通饲料没有显著变化;减少Nts本身,基础摄入则未显著改变。两种信号的结果因此并不相同。
当整群活动被增强,即使GABA传递削弱,普通与适口性食物仍可被抑制;减少Nts后,普通饲料抑制消失,适口性摄入仍下降。这组结果支持不同活动背景下的信号分工,神经肽实际释放的时间过程仍待直接观察。
接近时先升高,吃下去后再降低
群体钙信号在靠近食物时升高,开始摄入后下降。食物没有出现时,接近期升高仍在,摄入相关下降却减弱;没有寻找过程的进食情境中,升高消失,下降仍保留。两段动态对应不同的行为环节。
在接近阶段增强活动,小鼠更快到达食物,却未显著增加实际摄入;在摄入阶段增强活动,摄入减少,进入食物区次数不变。反过来在摄入时压低活动,摄入增加。寻找与真正吃下,因而可以分开调节。
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单细胞揭示,两种节奏来自不同群体
单细胞记录看到,约三成Nts相关细胞在接近和开始进食附近增强活动,另约三成活动下降。增强型响应较早、较窄,下降型更晚、更宽;两类响应叠加,可以形成群体信号的双阶段曲线。
下降型响应持续时间与摄入段长度联系更紧,最后一次舔舐后逐渐回到基线附近。不同食物又改变响应比例,普通食物或水招募的增强型较少。这些是活动定义的群体,尚未对应成确定的分子细胞亚型。
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下游联系,把适口性与广泛抑制分开
提高投向下丘脑结节核TU的LS群体活动,主要减少高糖、高脂摄入,普通饲料未显著改变;降低TU末梢活动则增加适口性液体,而非普通食物。其他几个投射相关群体增强时,抑制范围更广。
LS相关输入能在TU引出GABA相关抑制电流。另一目标乳头体上核SUM表达Nts受体,局部Nts信号也足以减少普通和高脂摄入。这把传递信号与输出目标联系起来,具体接收细胞及内源性神经肽的必要性仍待厘清。
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长期观察看到的是增重变慢
高脂饮食期间,慢性增强LS Nts群体或TU投射相关群体活动,六周体重增幅较小;各组体重仍在增加。TU相关长期调节未显著改变开放场运动和中央停留,体重差别并非伴随这些行为一起改变。
这项小鼠研究把进食拆成时间、食物与输出多个层次。同一群体可以参与接近美食,又限制后续摄入;不同传递信号和下游联系,使这种分工更具体。它为理解适口性进食提供了回路依据,也留下细胞亚群与身体长期调节如何衔接的问题。
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