《自然-代谢》和《自然-通讯》上的论文共同绘制了饥饿与饱腹感的首个互补神经回路图谱,其成果可能改进当前热门的减肥药并减轻其副作用。
由罗伯特·伍德·约翰逊医学院神经代谢中心庞志平(Zhiping Pang)领导的一项研究,精确定位了从下丘脑延伸至脑干的一束纤细神经元。
这些细胞表面密布GLP-1受体——这正是诺和泰(Ozempic)等减肥药物模拟的蛋白质靶点。当庞志平团队用光脉冲刺激该通路时,饱食小鼠立即停止进食;当他们阻断该回路或删除受体后,动物体重迅速增加。禁食会削弱该神经连接强度,而天然或合成GLP-1的激增可使其恢复。
"这个突触如同音量旋钮,仅在能量储备低下时调高,"庞志平指出,并警告全天候维持高信号强度的药物可能破坏大脑正常节律,导致GLP-1类药物常见的恶心、呕吐、便秘或腹泻及肌肉萎缩等副作用。
在另一篇论文中,与庞志平共同领导神经代谢中心的马克·罗西(Mark Rossi)描绘了触发饥饿的神经回路。其团队追踪了终纹中的抑制性神经元与下丘脑外侧区同类细胞的连接路径。
当研究人员激活该连接时,原本无饥饿感的小鼠会突然狂奔向糖水;阻断该通路后,即使经历长期禁食,动物仍表现慵懒。
激素可调控此效应。注射胃饥饿素(胃肠道的饥饿信使)会加速觅食行为,而饱腹信号瘦素则彻底关闭该行为。过度喂食的小鼠逐渐丧失此反应,但在节食恢复苗条后反应重现。
"庞志平的神经通路起刹车作用,"罗西表示,"而我们的通路负责踩油门。"
尽管这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;餐后则呈现相反状态。
这是研究人员首次观察到推拉机制在并行通路中的运作,这种阴阳平衡结构或可解释:为何仅针对单一环节的节食方案和药物常会随时间失效。该发现有助于开发优于当前GLP-1类药物的新型制剂。
维格威(Wegovy)和泽普庞(Zepbound)等GLP-1类似物虽能实现两位数百分比的减重效果,但也会引发恶心、腹泻甚至肌肉萎缩。庞志平的数据表明,仅靶向脑干细胞通路且不累及外周器官的疗法,或可实现无副作用的饮食控制。反之,罗西的研究揭示,恢复机体对饥饿调节激素胃饥饿素的反应,可能帮助经历数月节食平台期的减肥者。
两项研究均运用了现代神经生物学工具包——光遗传学用激光激活轴突,化学遗传学抑制神经活动,光纤光度测定法观察钙脉冲,传统膜片钳记录监测单个突触。这些技术使研究者得以精准调控特定通路,这种精确度近年才成为可能。
两个团队的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,验证短期脉冲刺激(相较持续暴露)是否足以抑制食欲。罗西则致力于解析饥饿触发细胞的分子特征,期望找到既能调控渴望又不剥夺进食愉悦感的药物靶点。
"必须维持系统的灵活性,"罗西强调,"这如同调暗灯光与直接关灯的本质区别。"
允许大脑在全天动态平衡进食欲望(而非依赖药物持续压制欲望),可能成为未来减肥处方的重要设计原则。
Story Source:
Materialsprovided byRutgers University.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Le Wang, Rohan H. Savani, Yi Lu, Matteo Bernabucci, Jorge Luis-Islas, Erin Park, Ishnoor Singh, Wei Xu, Abdelfattah El Ouaamari, Michael B. Wheeler, Harvey J. Grill, Mark A. Rossi, Zhiping P. Pang.State-dependent central synaptic regulation by GLP-1 is essential for energy homeostasis.Nature Metabolism, 2025; DOI:10.1038/s42255-025-01305-x
2025-07-01
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