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Nature：“饭饱思淫欲”的机制找到了！这种蛋白质竟是“催情药”

2022-02-18 四五七 MedSci原创

饭饱思淫欲利尿激素31
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心理学家马斯洛将人的需求分为5个层次，依次为：生理、安全、爱和归属、尊重、自我实现。

心理学家马斯洛将人的需求分为5个层次，依次为：生理、安全、爱和归属、尊重、自我实现。
食物是人们赖以生存的最基本需要，正如“饱暖思淫欲”、“仓廪实而知礼节，衣食足而知荣辱”，只有填饱肚子之后，我们才能考虑更高层次的需求，在饥饿面前，连爱情也要退一舍之地。
近期，美国加州大学王竞教授团队通过果蝇模型阐明了“饭饱思淫欲”背后的生理机制——爱情与面包，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，从进食到求爱的转变，依赖的是肠道内分泌细胞释放的一种神经肽——利尿激素31（Dh31）。该研究发表于国际顶级期刊Nature杂志。
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两组雄果蝇，一组饿了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。而另一组就不一样了，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。

图注：a.b.饥饿了24小时的果蝇与吃饱喝足的雄果蝇在观察时间段内，花在进食（蓝色）、求偶（橘色）、交配（黑色）的时间。

值得注意的是，这填饱肚子的食物还有些讲究，必须是富含蛋白质/氨基酸的食物，蔗糖就不行，就算吃蔗糖吃饱了，雄果蝇也“性致缺缺”，它们宁愿搓搓手理理毛，也懒得凑到雌果蝇跟前（雄果蝇：没有那种世俗的欲望）。
而进食高蛋白质/氨基酸的雄果蝇就不一样了，食物中氨基酸浓度越高，它们越是精力旺盛，花在雌果蝇身上的时间也就更长，交配成功比例高达74%，因此研究人员在文中戏称“蛋白质简直是果蝇的催情剂”。
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图注：c.喂养不同浓度蔗糖，雄果蝇花在进食与求偶的时间。d.喂养不同浓度的氨基酸，雄果蝇花在进食与求偶的时间。
下一步，研究人员试图找到雄果蝇进食与求偶行为之间切换的机制——在进食了高蛋白食物的数分钟后，为什么雄果蝇不继续吃了，转而飞向雌果蝇求爱？
之前的一些研究显示，生物体内一些能产生饱腹感的激素能够促进交配行为的发生。研究者发现，当摄入高蛋白食物后，果蝇肠道内分泌细胞Dh31释放增加，血液循环中Dh31的浓度上升。
敲除果蝇Dh31基因后，即使进食高蛋白食物，果蝇交配成功的几率也大打折扣，而激活肠道内分泌细胞Dh31基因，果蝇则迅速由进食转向求偶交配，证明Dh31是进食与求爱行为之间转换的关键分子。
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图注：1、3分别为高、低浓度蛋白组，2蔗糖组，4 Dh基因敲除组，5 Dh基因siRNA敲除组
那么Dh31是如何让果蝇在饱腹之后产生淫欲的呢？
利用三光子显微成像技术对果蝇脑部神经元进行成像，研究人员发现：向果蝇循环系统注射Dh31的数分钟后，有两群Dh31受体阳性的神经细胞被激活——Crz+神经元AstC+神经元，Crz+神经元分泌corazonin促进求爱，而AstC+神经元分泌allatostatin-C抑制进食。
一句话来说就是：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。
这项研究的通讯作者王竞教授感叹说：“我们目睹了果蝇从进食到求偶的转变，一种分子能对动物的行为决策，产生如此重大的影响，太让人惊讶了。”
 
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参考来源：

Lin HH, Kuang MC, Hossain I, et al. A nutrient-specific gut hormone arbitrates between courtship and feeding [published online ahead of print, 2022 Feb 9]. Nature. 2022;10.1038/s41586-022-04408-7. doi:10.1038/s41586-022-04408-7

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    2022-06-25 智智灵药

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    2022-02-18 carrotlyl

    哈哈哈，有意思的研究哦

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