環境溫度作為與穩態相關的關鍵環境因素，密切協調攝食行為。在低溫度環境下，存在高熱量的熱量需求，迫使機體進一步增加能量攝入，而在高溫極熱的環境，較低的熱需求則抑制進食。此外，食物攝入也可作為一種體溫調節機制，以維持適當的能量攝入。

內側視前區 (MPOA) 表達瘦素受體、腦源性神經營養因子等神經元亞群可響應環境溫度變化。激活 MPOA 神經元引起小鼠進入冬眠表現出體溫過低和厭食行為。

2022年7月21日陸軍軍醫大學基礎部周藝揭示了MPOA兩類神經環路協調攝食行為應對環境溫度變化。

一、 apMPOA→ARC促進攝食行為，

      apMPOA→PVH抑制進食行為

研究人員發現小鼠在禁食12小時后內側視前區的前腹側腦室周圍部分（apMPOA)神經元大量激活，激活的神經元大部分是興奮性神經元。光纖鈣成像技術發現在進食過程中apMPOA興奮性神經元活性降低，這就表明apMPOA興奮性神經元能夠響應飲食狀態的改變。

光激活apMPOA興奮性神經元能夠明顯抑制小鼠的進食行為，體溫也出現了明顯的降低，引起寒冷防御行為，并通過抑制棕色脂肪組織產熱進行明顯的自主體溫調節。在抑制該區域抑制性神經元并不會出現上述現象。

病毒示蹤實驗發現apMPOA興奮性神經元廣泛性投射到終紋床核（BNST）、杏仁核、下丘腦室旁核（PVH）、弓形核（ARC）、外側下丘腦（LH）、背內側下丘腦（DMH）等多個腦區腦區。在光激活apMPOA→ARC明顯促進攝食行為，在光激活apMPOA→PVH或apMPOA→DMH明顯抑制進食行為，調控其他下游腦區并不引起飲食行為的變化。

進一步通過病毒誘導apMPOA→PVH環路神經元凋亡后無論是常溫、高溫還是低溫下均能明顯促進攝食行為，慢性抑制該環路也會出現這種促進攝食行為。

而在誘導apMPOA→ARC環路神經元凋亡明顯抑制攝食行為，慢性抑制該環路也會出現這種抑制攝食行為。但誘導apMPOA→DMH環路神經元并不影響攝食行為。

圖1：光激活apMPOA興奮性神經元抑制攝食，降低體溫
 

二、apMPOA→ARC響應低溫環境，

     apMPOA→PVH響應高溫環境

鈣成像記錄發現在局部熱溫刺激(25攝氏度到40攝氏度)apMPOA→ARC和apMPOA→PVH神經元鈣離子活性均未發生變化，在局部冷刺激中(25攝氏度降10攝氏度)apMPOA→ARC鈣離子活性未發生變化，但apMPOA→PVH神經元鈣離子活性降低。

在整體環境溫度升高刺激下apMPOA→ARC鈣離子活性未發生變化，但apMPOA→PVH神經元鈣離子活性升高。在整體環境溫度降低后apMPOA→ARC鈣離子活性升高，apMPOA→PVH神經元鈣離子活性降低。

圖2：溫度變化引起apMPOA→ARC、apMPOA→PVH環路神經元活性變化
 

二、apMPOA→ARC和apMPOA→PVH環路

     解剖學和分子學差異

分別在PVH 和ARC區域注射逆行示蹤實驗發現這兩個腦區逆行投射到apMPOA區域重疊的神經元比例減少。此外，通過多病毒策略進一步發現投射到ARC和PVH的apMPOA區域接受上游不同腦區的投射，這些結果表明apMPOA→ARC和apMPOA→PVH神經元在解剖上是存在差異的。

為進一步描述上述兩個環路的分子特征，研究人員通過單細胞測序技術發現這兩個環路神經元存在455個差異性富集表達基因，進一步通過篩選出脂質代謝相關的信號通路的基因，發現了兩個主要的候選標志物。

愛帕琳肽受體Aplnr可能是apMPOA→PVH神經元的潛在標志物：約40%的apMPOA→PVH神經元表達Aplnr。在常溫下，在apMPOA中注射愛帕琳肽抑制饑餓小鼠的食物攝入。阻斷apMPOA中的Aplnr受體可顯著促進食物攝入。

甘丙肽受體GalR1可能是apMPOA→ARC的潛在標志物：約一半的apMPOA→ARC表達GalR1。常溫、高溫或低溫環境下的apMPOA腦區注射甘丙肽均可增加食物攝入。抑制apMPOA中的甘丙肽受體1可阻斷上述促進攝食的行為。

圖3：apMPOA→ARC、 apMPOA→PVH環路的分子特點
 

總結

本文揭示了協調在應對環境溫度時的進食行為的神經環路機制：apMPOA→ARC環路對低環境溫度表現出積極反應，促進食物攝入。相反，apMPOA→PVH環路抑制食物攝入，對高環境溫度表現出積極反應。

【完】

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