Nature Metabolism
食物敏感嗅觉环路驱动预期饱腹感
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该研究首次揭示了一条由食物气味激活的嗅觉通路,通过调控内侧隔核谷氨酸能神经元(MSVGLUT2)的双相活动,协调调控进食行为。研究进一步发现,该通路在饮食诱导肥胖小鼠中失效,提示其在代谢紊乱中的潜在作用。
文献概述
本文《A food-sensitive olfactory circuit drives anticipatory satiety》,发表于《Nature Metabolism》杂志,回顾并总结了食物气味感知对进食行为的调控机制。研究团队通过全脑成像和分子标记技术,发现食物气味能够显著激活内侧隔核(MS),且该激活不受食物热量和种类影响。进一步实验表明,MSVGLUT2神经元在进食前经历短暂激活,在进食后则持续抑制,提示其在预期饱腹感形成中的关键作用。此外,研究还发现该通路在饮食诱导肥胖小鼠中无法有效抑制进食,提示其在肥胖发展中的功能异常。
背景知识
进食行为的调控涉及多重感官输入,其中嗅觉系统在摄食前就可触发生理反应,如唾液分泌和胃肠激素释放。已有研究表明,食物相关的感官线索(如气味、视觉)可通过激活特定下丘脑神经元调控进食欲望。然而,嗅觉系统与进食调控中枢的直接神经连接及其在肥胖中的功能变化尚未明确。本研究聚焦于内侧隔核谷氨酸能神经元(MSVGLUT2),探索其在食物气味感知与进食调控中的作用。研究团队结合光遗传学、化学遗传学及钙离子成像等技术,揭示了MSVGLUT2神经元的活动模式,并进一步验证其在肥胖小鼠中功能缺失的现象。这些发现为代谢紊乱相关疾病的治疗提供了新的潜在靶点,并强调了嗅觉在摄食调控中的关键作用。
研究方法与实验
研究团队通过18F-FDG PET成像和FOS免疫染色,在食物气味暴露后检测全脑激活区域,发现内侧隔核(MS)被显著激活。通过pS6-RiboTrap技术,确认MSVGLUT2神经元为食物气味响应的主要细胞类型。利用光遗传学和化学遗传学方法,刺激嗅球(OB)至MS通路,观察其对进食行为的影响。此外,在饮食诱导肥胖(DIO)小鼠模型中验证该通路是否失效。
关键结论与观点
研究意义与展望
该研究揭示了食物气味感知与进食调控之间的直接神经连接,为饮食相关代谢紊乱(如肥胖)提供了新的机制解释。未来可进一步研究该通路在人类中的同源性,并探索其作为代谢紊乱干预靶点的潜力,为治疗肥胖及相关代谢疾病提供新的策略。
结语
这项研究首次识别出一条由食物气味驱动的神经通路,通过嗅球至内侧隔核谷氨酸能神经元(MSVGLUT2)的直接投射,在进食前触发预期饱腹感,从而调控进食行为。该通路在瘦小鼠中可有效减少摄食,但在饮食诱导肥胖小鼠中失效,提示其在代谢紊乱中的功能障碍。研究结果不仅扩展了我们对食物感知与摄食行为之间神经机制的理解,也为未来开发基于神经调控的饮食控制策略提供了理论基础。这些发现可能为肥胖及相关代谢疾病的治疗提供新的干预靶点,并强调了嗅觉在摄食调控中的关键作用。