Cell Metabolism ：异性、食物和水，大脑会如何抉择？
2023-03-01 生物世界 生物世界 发表于上海
瘦素不仅会影响食欲，还会影响对异性的追求。在面临异性和食物之间的选择时，适度饥饿的小鼠在大脑受到瘦素刺激时，会优先选择与异性互动，而不是关注自己的饮食需求。
肥胖是世界上可预防死亡的主要原因之一，其特征是无法抵抗饥饿，从而导致暴饮暴食并带来肥胖相关疾病。根据状态和机会，动物会不断地在饥饿、口渴与竞争需求（例如社交和交配）之间进行权衡。
外侧下丘脑（Lateral Hypothalamus，LH）通过多个异质神经元群驱动食物和水的摄入。外侧下丘脑（LH）是否受到饥饿或口渴的控制，是否将营养奖励与社会奖励一起编码，还是将社会驱动力与营养需求整合在一起，这仍然是一个未知数。
近日，德国科隆大学的研究人员在 Cell 子刊 Cell Metabolism 上发表了题为：Complementary lateral hypothalamic populations resist hunger pressure to balance nutritional and social needs 的研究论文。
研究团队在可自由活动的小鼠中使用钙成像、光遗传学和化学遗传学等实验技术证实，瘦素不仅会影响食欲，还会影响对异性的追求。在面临异性和食物之间的选择时，适度饥饿的小鼠在大脑受到瘦素刺激时，会优先选择与异性互动，而不是关注自己的饮食需求。这些发现可能有助于制定更好的肥胖和饮食失调等疾病的治疗策略。
为了了解大脑如何对饮食、社交和交配等先天行为进行排序，研究团队对小鼠外侧下丘脑（LH）的神经元进行了研究，这是大脑中与饮食有关的区域，表达瘦素和神经紧张素的受体，这些激素介导饥饿和口渴的信息。
研究团队比较了三组老鼠的行为，一组饮食充足，可以无限获取食物，一组是适度饥饿，已经一夜没有进食，第三组是长期饥饿，已经五天没有进食。
研究团队发现，当小鼠进食时，外侧下丘脑（LH）表达瘦素受体（LepR）的神经元（LepRLH）被抑制，而当老鼠与异性互动时，这些神经元则被激活。当使用光信号和化学信号选择性地刺激这些表达瘦素受体的神经元时，这对饱腹小鼠的行为几乎没有影响，它们通常把社交放在比吃更重要的位置。这对长期饥饿的小鼠的行为也没什么影响，它们通常把吃放在更重要的位置。但这会诱导适度饥饿的小鼠改变它们的优先级，在瘦素刺激下，适度饥饿的小鼠接近食物的速度变慢，吃得更少，而是选择花更多的时间与潜在异性伴侣交往。
该研究还发现，即使在饥饿状态下，表达神经降压素（Neurotensin，Nts）的外侧下丘脑（LH）神经元（NtsLH）也会优先编码对喝水的需求，同时还会降低社会需求。
因此，饥饿和口渴是以互补的方式开启外侧下丘脑（LH）神经元，以实现多种基本需求的灵活满足。这项研究将外侧下丘脑与进食、喝水和社会行为（交配）联系了起来。
论文通讯作者 Tatiana Korotkova 教授表示，我们一次只能追求一种行为，所以我们的大脑必须以某种方式计算出什么是最有回报的行为，或者什么是我们最迫切的需求。
激活瘦素受体神经元会让适度饥饿或口渴的小鼠优先考虑社交活动，这在生物学上是合理的，因为身边并不是一直有可交配对象，因此在有交配对象的情况下，必须忽略饥饿或口渴，才能进行交配。
Tatiana Korotkova 教授表示，我们身体系统只能调节适度饥饿，但不能调节强烈或长期饥饿，这可能有助于解释为什么节食容易失败，因为短时间内减少食物摄入量不是问题，但如果向长期节食，你的大脑就开始调整对食物的优先级了。
最后，Tatiana Korotkova 教授表示，在接下来的研究中，团队打算进一步探索在肥胖和饮食失调过程中表达瘦素受体的神经元和表达神经降压素的神经元的活动变化。
论文链接：
https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00044-X
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