高热量食物会引起肥胖,然而人们总是管不住贪吃的嘴,对高热量食物欲罢不能,这其中的神经炎症机制暂不清晰。
2022年8月1日,浙江大学脑科学与脑医学学院周煜东/沈逸课题组在Nature Neuroscience杂志上发表“Diet-induced Inflammation in the Anterior Paraventricular Thalamus Induces Compulsive Sucrose-seeking”的研究论文,揭示了高脂饮食(high-fat diet, HFD)引发强迫性进食的神经炎症机制。研究发现高脂饮食可诱导小鼠丘脑室旁核前侧(anterior paraventricular thalamus, aPVT)小胶质细胞激活从而引发aPVT兴奋性神经元活动增加,导致小鼠出现强迫性进食行为,即明知存在风险,仍要选择获取食物。为理解高脂食物引发强迫性进食的机制及探索预防由高脂饮食引起的肥胖提供了科学依据。

结果
首先,为研究高脂饮食(high-fat diet, HFD)小鼠的强迫进食行为,研究者训练小鼠按压杠杆以获取蔗糖奖励,随后,引入恐惧条件反射,即在按压获取蔗糖奖励的同时,会有50%的概率出现灯光线索(conditioned stimulus, CS)耦联的足底电击刺激(图1a)。结果显示,在蔗糖奖赏和电击恐惧刺激同时存在的情况下,正常喂养小鼠按压杠杆的次数相较于仅存在蔗糖奖赏时显著降低,而高脂饮食小鼠按压次数则基本保持不变(图1b-e)。提示了HFD可诱发小鼠产生强迫进食行为。

图1 HFD可诱发小鼠产生强迫进食行为
现在来,研究分析者试论了高脂吃饭可致小鼠制造焦躁摄食个人行为的周围运动面神经共识机制,通过c-fos脱色看见HFD小鼠丘脑室旁核前侧(anterior paraventricular thalamus, aPVT)在焦躁摄入白砂糖时中CaMKIIα周围运动面神经元特别更改密码(图2a-d)。紧接着,通过在体光钎的记录看见,只要当HFD小鼠在焦躁摄食(缓慢按压定位收集白砂糖奖励金的并且,也伴随之灯光系统文章结构耦联的足底雷电击刺击)时中,aPVT CaMKIIα周围运动面神经元行动突出新增(图2e-h)。 进步,学习者在合适飲食小鼠aPVT接种AAV-CaMKIIα-ChR2-mCherry病毒有哪些,并埋入电信光纤,得知光遗传的基因学提高aPVT CaMKIIα脑面精神系统元,可增添合适飲食小鼠在足底触电时的轻按定位时长;的同时学习者借助于化学反应遗传的基因学技术应用得知,当CNO减缓aPVT CaMKIIα脑面精神系统元时,可提高HFD小鼠轻按定位时长(图2i-n)。等最终结果显示系统了小鼠人的大脑aPVT区性快感性脑面精神系统元的促销活动内容参予小鼠勉强性食做法,提高aPVT CaMKIIα脑面精神系统元可驱动小鼠的勉强性摄取量糖水做法;减缓aPVT CaMKIIα脑面精神系统元则减弱小鼠该做法。高脂飲食经过介导aPVT区性快感性脑面精神系统元的促销活动内容增加可以造成的勉强性食。

图2 aPVT兴奋性神经元的异常活跃促进小鼠强迫性进食行为
最后,作者研究了HFD诱导aPVT中兴奋性神经元活动水平升高的机制。研究者发现高脂饮食可导致aPVT区小胶质细胞数量显著增多(图3a,b)。通过给予HFD小鼠喂食含有PLX3397(集落刺激因子1受体(CSF1R)抑制剂)的食物发现,HFD小鼠aPVT神经元活动减弱,并缓解强迫性进食行为;此外,研究者将抗CSF-1抗体注射至小鼠aPVT区以特异性减少HFD小鼠aPVT小胶质细胞增生,同样发现HFD小鼠强迫性摄取糖水行为受到抑制(图3c-i)。提示了高脂饮食通过诱导aPVT小胶质细胞激活引发aPVT兴奋性神经元活动水平提升,进而导致小鼠产生强迫性进食行为。

图3 HFD诱导aPVT小胶质细胞激活促进小鼠强迫性进食行为
结论