肥胖重塑了动物大脑神经兴奋程度，使进食“刹车”信号被破坏。图源：pixabay.com
撰文 | 计永胜
责编 | 叶水送
肥胖是心血管疾病（如中风）、运动障碍（如骨关节炎）和癌症（如乳腺癌、肝癌等）等多种疾病的诱发因素，也是世界性的健康问题。据统计，2016年全球5-19岁青少年肥胖人数已达3.4亿，成年人肥胖人数更是高达6.5亿[1]。
儿童肥胖人数呈现快速增长趋势。图片来自WHO
能量不平衡是造成肥胖的主要原因，但有意思的是，我们在生活中经常发现，肥胖的人似乎会吃得更多。这又是为什么？
2019年6月28日，《科学》杂志在线发表了南加州大学精神病学系教授Garret D. Stuber（现就职于华盛顿大学）及其合作者的科研成果。该团队发现，肥胖可以影响小鼠大脑神经细胞的兴奋程度，使控制进食的神经“刹车”功能被抑制[2]。也就是说，肥胖的人可能主观上不想吃，但是真的停不下来……
该研究具体是怎么进行的呢？
研究人员对LHA区域细胞进行基因表达分析。图片来自Science
科研人员首先分别将正常饮食小鼠和高脂肪饮食小鼠的下丘脑外侧区（Lateral Hypothalamic Area，LHA）细胞进行分离，检测了单个细胞的基因表达的变化（图2）。下丘脑外侧区是调节动物饮食、能量平衡等生理行为的关键区域。
研究人员发现，该区域特异表达囊泡谷氨酸转运体2（Vglut2）的谷氨酸能神经元LHAVglut2的基因表达变化幅度最大。而LHAVglut2神经元在基因水平上与人体体重指数（BMI）的关联度很高。同时，表达水平变化的基因多数与神经元活动相关。
鉴于此，科研人员随后检测了蔗糖饲喂刺激对正常小鼠大脑LHAVglut2神经元兴奋程度的影响。结果显示，蔗糖刺激可以引起LHAVglut2神经元兴奋，并且小鼠经预先进食后，蔗糖刺激引起的神经元兴奋程度要比饥饿状态下刺激的水平高。
也就是说，LHAVglut2神经元对蔗糖刺激的反应程度可以作为动物进食动机的指标：小鼠食欲越低，LHAVglut2神经元兴奋度越高。
那么，LHAVglut2神经元在肥胖小鼠又是什么情况呢？
肥胖小鼠LHAVglut2神经元对蔗糖刺激的反应性降低。图片来自Science
科研人员将小鼠连续饲喂12周高脂肪饲料“育肥”后，检测了这群肥胖小鼠对蔗糖刺激的反应：LHAVglut2神经元的兴奋程度降低了（图3）。
也就是说，下丘脑外侧区LHAVglut2神经元的兴奋可能是动物进食的一种“刹车”信号，正常情况下，该神经元在动物进食时兴奋水平高，“刹车”灵敏，会抑制人大量摄入食物。而肥胖者会抑制LHAVglut2神经元的活动，从而降低了“刹车”的功能（图4）。
加拿大卡尔加里大学霍奇基斯脑研究所教授Stephanie L. Borgland在同期《科学》杂志发表的评论文章称，该研究提供了一个非常有前景的假说，就是饮食引发的肥胖破坏了LHAVglut2神经元对进食的“减速”能力[3]。
“后续的研究也应该考虑LHA区域其他神经细胞亚群在调节进食中的作用。” Borgland补充道。
参考文献：
[1] 世界卫生组织网站：https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight
[2] Mark A. Rossi, Marcus L. Basiri, Jenna A. McHenry, et al. Obesity remodels activity and transcriptional state of a lateral hypothalamic brake on feeding. Science. 2019: 364 (6447) 1271-1274. DOI: 10.1126/science.aax1184
[3] Stephanie L. Borgland, Releasing the brake on eating. Science. 2019: 364 (6447) 1233-1234. DOI: 10.1126/science.aay0204