面包还是爱情？饥饿雄性果蝇进食优先于求爱，Nature发现“饱暖思淫欲”根源
2023-01-31 生物探索 生物探索 发表于安徽省
果蝇在摄入高蛋白食物后，激活肠道内分泌细胞，释放Dh31，作用于脑内功能不同的神经元，抑制食欲，促进求爱，果蝇完成从进食到求偶的转变。
导语：马斯洛需求层次理论是行为科学的理论之一，心理学家马斯洛把人类的需求比作阶梯，从低到高分为五种层次。生理需要是人类最原始的需求，如衣、食、住、用等，是人类繁衍的最基本需要。安全需要指对人身安全、家庭安全、工作安全、生活稳定、经济保障需求。正如“饱暖思淫欲”、“仓廪实而知礼节，衣食足而知荣辱”，只有填饱肚子满足原始需求，人类才能考虑更进一步的需求，在饥饿面前，连爱情都要做出让步。
图1 研究成果（图源：[1]）
近日，一篇发表在Nature Metabolism的文章，题目为“A gut-derived hormone suppresses sugar appetite and regulates food choice in Drosophila”，研究发现动物必须调整他们的饮食选择以满足他们的营养需求。
为了维持营养稳态，动物需要将特定营养素的摄入量与其需求相匹配。这是通过针对所需的特定营养素调节食欲来实现的。已经在果蝇和哺乳动物中发现了许多调节食物消耗的因素，包括肠道激素，并且研究还发现了中枢大脑机制，该机制诱导摄入蛋白质食物以响应氨基酸剥夺，感知氨基酸并促进食物消费和拒绝缺乏必需氨基酸的食物。
肠道来源的NPF作用于胰高血糖素样脂肪代谢激素（AKH）信号以诱导糖分饱腹感并增加富含蛋白质食物的消耗，并作用于脂肪组织以促进摄入营养素的储存。抑制NPF介导的肠道信号会导致饮食中糖分的过度消耗，同时减少富含蛋白质的酵母的摄入量。此外，肠道来源的NPF在促进已交配雌性摄入含蛋白质食物方面具有雌性特异性功能。总之，研究结果表明，肠道NPF到AKH信号调节特定的食欲并调节食物选择以确保营养物质的稳态消耗，
然而，人们对调节特定营养素食欲的激素机制知之甚少，而调节选择性食物摄入的肠道激素则完全未知。研究结果表明，在交配的雌性果蝇中，肠道来源的NPF是糖分饱腹感和蛋白质消耗的选择性驱动因素，为理解这些机制提供了基础。抑制食欲的基于激素的疗法为减肥治疗提供了有前途的新方向。例如，成纤维细胞生长因子21(FGF21)是一种促进蛋白质消耗的肝源性激素，它正在成为代谢紊乱的一个有希望的靶标. 发现肠道衍生的NPF等食欲调节激素可以特异性抑制糖分消耗，同时促进富含蛋白质食物的摄入，可以通过促进更健康的食物选择来提供有效的新体重管理策略。
无独有偶，加州大学圣地亚哥分校王竞团队曾在Nature 在线发表题为“A nutrient-specific gut hormone arbitrates between courtship and feeding”的研究论文，该研究探讨了在黑腹果蝇中协调从进食到求偶的转变的分子和神经元机制。该研究发现在饥饿的雄性果蝇中，进食优先于求爱，富含蛋白质的食物的消费会在几分钟内迅速逆转这一顺序。在分子水平上，一种肠道衍生的营养特异性神经肽激素——利尿激素 31 (Dh31推动了从进食到求爱的转变。
图2 研究成果（图源：Nature）
该研究发现面对爱情与面包的抉择，饥饿的雄性果蝇首选面包，只有在摄入富含蛋白质的食物之后，果蝇才能转而追求爱情，而富含蛋白质的食物的消费会在几分钟内迅速逆转这一顺序。
两组雄果蝇，一组果蝇饿了24小时，一组正处于吃饱喝足之后，饥饿的雄果蝇在同时面对食物（富含蛋白质的酵母菌）与雌果蝇时，雄果蝇首先选择填饱肚子，然后再溜溜达达去找雌果蝇献殷勤。而另一组吃饱了的雄果蝇无视食物，直奔雌果蝇而去，努力创造交配的机会。
食物中的氨基酸会急性激活肠道中的Dh31+ 肠内分泌细胞，从而增加循环中的 Dh31 水平。此外，完整果蝇的三光子功能成像显示 Dh31+ 肠内分泌细胞的光遗传学刺激迅速激发了表达 Dh31 受体 (Dh31R) 的脑神经元子集。肠道衍生的 Dh31 在几分钟内通过循环系统激发大脑神经元，与喂食-求爱行为转换的速度一致。
在神经回路层面，大脑中有两个不同的 Dh31R+神经元群，一个群通过 allatostatin-C 抑制进食，另一个群通过 corazonin 促进求爱。综上，果蝇在摄入高蛋白食物后，激活肠道内分泌细胞，释放Dh31，作用于脑内功能不同的神经元，抑制食欲，促进求爱，果蝇完成从进食到求偶的转变。
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参考资料：
[1]Malita A, Kubrak O, Koyama T, Ahrentløv N, et al. A gut-derived hormone suppresses sugar appetite and regulates food choice in Drosophila. Nat Metab. 2022 Nov;4(11):1532-1550. doi: 10.1038/s42255-022-00672-z. Epub 2022 Nov 7. PMID: 36344765; PMCID: PMC9684077.
[2]https://mp.weixin.qq.com/s/R-DMLAgN980BvcwykAJ_Jg
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