大脑食物争夺战:罗格斯大学绘制出开启关闭渴望的神秘开关

罗格斯大学的科学家揭示了大脑内部饥饿感与饱腹感之间的拉锯战,新发现的两条神经通路控制着进食与停止进食的时机。该研究首次揭示了激素与脑信号相互作用的机制,为精准调控奥塞米克等当代减肥药物提供了新依据。

《自然-代谢》与《自然-通讯》上的论文共同绘制了首幅互补性的饥饿与饱腹神经通路图谱,该成果有望优化当前畅销减肥药物并减轻其副作用。

罗伯特·伍德·约翰逊医学院神经代谢中心主任庞志平(Zhiping Pang)领导的研究锁定了一条从下丘脑延伸至脑干的纤细神经元束。

这些细胞表面密布GLP-1受体——即诺和泰(Ozempic)等减肥药所模拟的靶蛋白。当庞团队用光脉冲激活该通路时,饱食小鼠立即停止进食;抑制该回路或删除受体后,实验动物体重激增。禁食会削弱神经连接强度,而天然或合成GLP-1的爆发可使其恢复。

"这个突触犹如音量旋钮,仅在能量储备不足时增强信号,"庞志平警示称,全天候维持高信号的药物可能破坏大脑正常节律,引发GLP-1药物的典型副作用:恶心、呕吐、便秘、腹泻及肌肉萎缩。

另一篇论文中,神经代谢中心联合主任马克·罗西(Mark Rossi)测绘了触发饥饿的神经回路。其团队追踪了从终纹到外侧下丘脑的抑制性神经元通路。

当研究人员激活该连接时,原本饱食的小鼠会突然冲向糖水;阻断该通路后,即使长期禁食动物仍表现慵懒。

 

激素可调控此效应:注射饥饿信使胃饥饿素(ghrelin)会激发觅食行为,而饱腹信号瘦素(leptin)则将其遏止。过度喂养的小鼠逐渐丧失该反应,但减肥瘦身后可恢复。

"庞的通路是刹车系统,"罗西表示,"我们的通路则是油门踏板。"

虽然两条回路位于大脑不同区域,但两个团队均观察到相同原理:能量状态可快速重塑突触连接。禁食期间,饥饿回路敏感性增强而饱腹回路减弱;餐后状态则完全逆转。

这是科学家首次在平行通路中观测到推拉机制运作,这种阴阳平衡结构解释了为何仅针对单侧通路的节食方案或药物会随时间失效。该发现有望助力开发超越当前GLP-1药物的新一代疗法。

维格威(Wegovy)、泽帕博(Zepbound)等GLP-1类似物可实现两位数减重,但亦伴随恶心、腹泻及肌肉流失风险。庞的数据表明,靶向脑干回路且避开外周器官的治疗方案或能规避副作用。反之,罗西的研究提示恢复机体对饥饿激素胃饥饿素的响应,可帮助遭遇减重平台期的节食者。

两项研究均运用了现代神经生物学工具包:光遗传学激光激活轴突、化学遗传学抑制通路、光纤光度法监测钙脉冲、传统膜片钳记录追踪单突触。这些技术使精准调控特定通路成为可能。

后续研究将探索更多改善药物设计的问题。庞志平计划实时监测GLP-1释放,验证短暂脉冲是否足以抑制食欲(相较于持续刺激)。罗西正建立饥饿触发细胞的分子特征库,以期发现既能调控渴望又不剥夺进食愉悦感的药物靶点。

"必须维持系统灵活性,"罗西强调,"这如同调暗灯光与直接关灯的本质差异。"

未来减肥处方的重要方向,应是让大脑自主调节全天进食欲望的动态平衡,而非依靠药物持续压制需求。