下丘腦腦源性神經營養因子陽性神經元調控攝食行為神經環路的介紹

瀏覽次數：986　發布日期：2024-10-29　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

2024年10月23日洛克菲勒大學Jeffrey Friedman研究團隊在Nature雜志發表文章揭示了下丘腦BDNF陽性神經元調控攝食行為的神經環路。

1、VMH-BDNF神經元調控穩態和享樂攝食行為
原位雜交實驗發現VMH-BDNF神經元幾乎都是谷氨酸能神經元。研究人員發現高脂飲食后可顯著激活VMH腦區BDNF陽性神經元。病毒工具特異性誘導VMH-BDNF神經元凋亡后在正常飲食過程中促進小鼠攝食行為，體重增加，這種促進攝食行為在高脂飲食中進一步增強，體重增加更多。

光激活VMH-BDNF神經元可顯著抑制禁食后小鼠的攝食行為，也能抑制小鼠對高糖高脂可口食物的攝入。光抑制VMH-BDNF神經元可顯著促進小鼠攝入普通食物和可口食物行為，表明VMH-BDNF神經元調控穩態和享樂攝食行為。

圖1、VMH-BDNF神經元調控穩態和享樂攝食行為

2、VMH-BDNF神經元并非通過增加動機促進攝食行為
肥胖小鼠攝入高糖高脂可口食物減少，在光抑制VMH-BDNF神經元后可顯著促進肥胖小鼠攝入正常食物和可口食物。抑制BDNF信號后也可促進攝食，增加小鼠體重，表明肥胖激活VMH-BDNF神經元后可抑制攝食。激活VMH-BDNF神經元并不引起條件性位置偏好，表明并非通過增加動機促進攝食行為。

另一方面，在開環光刺激系統中，持續光抑制VMH-BDNF神經元后可延長小鼠到達食物的時間；在閉環光刺激系統中小鼠在靠近食物后給與光抑制VMH-BDNF神經元可顯著促進攝食行為，這些結果表明VMH-BDNF神經元通過改變靠近食物行為，而非食物相關的信息調控攝食行為。

圖2、VMH-BDNF神經元并非通過增加動機促進攝食行為

3、VMH-BDNF神經元的輸出、輸入
光纖鈣成像記錄到小鼠在進食可口食物時VMH-BDNF神經元鈣離子活性降低。禁食24小時的小鼠腹腔注射瘦素在靠近食物后可顯著激活VMH-BDNF神經元。但在進食行為過程中比那個不激活上述神經元。誘導VMH-BDNF神經元凋亡后可阻斷瘦素相關的促進攝食行為。

然而以往研究表明VMH-BDNF神經元幾乎不表達瘦素受體。逆行示蹤病毒發現VMH-BDNF神經元可投射到下丘腦弓狀核（Arc)腦區阿片促黑激素皮質素原（POMC）陽性神經元和刺鼠關聯蛋白（AgRP）陽性神經元。光激活Arc-AgRP→VMH環路F促進小鼠攝入食物，引起肥胖，但不影響靠近食物，同時激活Arc-AgRP→VMH環路和Arc-POMC→VMH環路后可抑制小鼠進食，減少體重。光激活Arc-POMC→VMH環路可阻斷誘導VMH-BDNF神經元凋亡后引起的促攝食作用。

順行病毒示蹤實驗發現VMH-BDNF神經元密集投射到中腦核（mesencephalic nucleus ，Me5)、外側旁巨細胞核(Lateral paragigantocellular nucleus, LPGi)、巨細胞網狀核（gigantocellular reticular nucleus alpha part ，GiA)等腦干區域，這些腦區支配顎肌和舌頭的運動神經元。光激活VMH-BDNF→LPGi/GiA環路可減少攝食行為，激活VMH-BDNF→Me5環路這一抑制作用更加明顯。光抑制VMH-BDNF→Me5環路可引起有節奏的下頜運動，促進小鼠攝食行為。

圖3、VMH-BDNF神經元密集投射到腦干區域