完整,但仍盛宴:老鼠的研究揭示了如何冲动压倒一个信号停止吃东西

几乎每个人都知道那种感觉。你在餐馆或度假,和你的胃告诉你它的全部,所以逻辑上你知道你应该停止进食。

但是你吃味道很好,或者你的朋友和家人还吃,你不经常得到治疗。所以你继续。

一项新的研究探索的神秘,为什么这一切发生的时候,大脑中在最基本的层面上。这表明两个小群细胞争夺控制喂养动物的一个驱动器吃压倒说停止。

它还表明,大脑的自然阿片系统都参与其中,阻断药物纳洛酮可以停止暴饮暴食。

研究人员研究了老鼠,不暴饮暴食。但是他们指出,这一发现可以帮助对抗全球肥胖流行病。

密歇根大学的团队,从分子和行为神经科学研究所发表了他们的工作美国国家科学院院刊》上。

他们看的两组大脑细胞,称为POMC AgRP,隔壁邻居在脑深部叫做弓状核的区域,或弧,在一个较大的下丘脑的,主调节器的动机行为。

神经学家和密歇根大学的精神病学教授Huda议长,博士领导的研究小组。她说这一发现涉及强剂量的意外。

“我们使用了转基因的方法专门为optogenetic地址POMC神经元的刺激,我们希望看到一个减少食欲。相反,我们看到一个非常显著的效果,”她说。“疯狂的动物吃了;在半小时后刺激,他们吃了一天的食物。”

两个基因的故事

先前的研究,包括在几个密歇根大学实验室工作表明,弧形地区,特别是POMC AgRP神经元,在摄食行为中发挥关键作用。

这个基因称为POMC(简称pro-opiomelanocortin)有多个功能:它编码一个名为ACTH的应激激素,一个叫做beta-endoprhin天然阿片类药物,称为肾上腺皮质和其他几个分子。

第一个克隆哺乳动物的基因,它也是第一个基因,科学家在哺乳动物的大脑使用可视化技术原位hybridization-work由斯坦·沃森,医学博士博士,他也合作的新论文。另一个密歇根大学研究员,罗杰锥博士首先克隆受体POMC-produced肾上腺皮质,并演示了他们的角色在食物摄入量,能源监管和肥胖。

POMC AgRP基因的产品得到的反对,他的名字是Agouti-Gene-Related肽的缩写。沃森还映射的位置AgRP细胞在大脑中,和锥的团队决定在喂养和肥胖。

一般来说,POMC在喂食的时候就像一个制动器某些来自身体的信号,和AgRP行为像一个油门踏板,特别是当食物稀缺或一顿饭以来已经一段时间。

首次,但新的研究显示他们的活动如何与对方,多亏了一种光遗传学技术。通过关注特殊群体的独特的分子特性的神经元,它使科学家们的目标,或地址,这些细胞并选择性地激活它们。

寻找答案

关于暴饮暴食的偶然optogenetic发现老鼠出发寻找他们吃过量的原因,研究科学家领导的羌族,博士,议长的实验室工作与他人。

答案是,当他们optogenetically刺激POMC细胞,他们也无意中刺激AgRP细胞附近的一个子集。这两种类型的细胞来源于同一母细胞在胚胎发育阶段。共同遗产意味着转基因方法议长和她的同事们使用解决POMC捕获不仅POMC神经元也一段AgRP神经系统。

换句话说,他们已经把刹车和油门踏板吃。这两种类型的细胞被激活时,“吃下去”信号从AgRP细胞制服POMC细胞的“停止进食”信号。“当两种刺激,AgRP抢断,“议长说。

然后研究人员使用一种不同的技术,解决了细胞注射的病毒,而不是转基因,optogenetic刺激关注只是POMC神经元和确保AgRP神经元没有得到激活。

他们发现,刺激只是POMC细胞显著减少造成啃迅速惊讶它的发生而笑。议长指出,过去的研究已经显示缓慢的影响POMC刺激吃但在这些之前的实验,最近吃老鼠,老鼠在密歇根大学研究略饿了。

该小组还使用一种新方法叫做清晰在三维可视化的途径从AgRP和POMC神经元。这些通路的神经元,一旦激活,可以触发一种感觉full-called感到饱足或开吃。他们缝在一起的画面激活神经元在电脑,创建3 d视频显示神经元的到达。

然后,研究人员使用一个名为c-fos激活的方法深入挖掘的下游影响POMC神经元和AgRP激活和显示,它遍布大脑的影响,其中包括皮层,控制功能的关注,知觉和记忆。

POMC编码一种天然阿片类药物(B-Endorphin)以来,作者问这个系统的激活触发人体自身的天然止痛药系统,称为内源性阿片系统。他们发现激活POMC阻止疼痛,但是这是阿片类药物纳洛酮拮抗剂逆转。

有趣的是,激活AgRP,引发喂食,也打开了大脑中阿片系统。“当我们注射纳洛酮,块阿片受体,摄食行为停止了,“议长说。“这表明大脑自身的内源性阿片系统可能扮演一个角色在想要吃以外所需要的。”

不仅仅是代谢信号

大脑皮层的参与和阿片系统导致议长和她的同事们想想结果可能与人类经验。虽然老鼠和人类是非常不同的,议长推测我们感官的轰炸与食物有关的景点和气味,和社会互动与食物有关,可能参与鼓励暴饮暴食。

也许,她说,这些因素加在一起,引发我们对吃感兴趣,当我们不饿,之间的战斗“停止”和“继续”信号。

“我们的工作表明,信号的有足够的食物不足以对强开吃,拥有强大的进化价值,”她说。她指出,其他研究人员正在研究鸦片受体阻滞剂作为潜在的饮食艾滋病,这也是很重要的研究途径被激活的产品和POMC AgRP细胞在所有这些系统,以及个体差异。

许多研究在人类观察代谢方面的开车去吃饭,和overeat-for实例,身体和大脑之间的代谢信号旅行肽的形式如瘦素,饥饿激素。但议长说,似乎是一个强大的神经系统参与暴饮暴食,结果由感性,情感和社会诱因,是没有得到充分的科学的关注。

“整个行业建立在诱惑你吃,你是否需要与否,通过视觉线索,包装,气味,情感关联,”她说。“人们感到饥饿只是看着他们,我们需要研究神经信号参与那些注意力,知觉作用的机制,把我们吃。”

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