飽餐后仍渴望甜食的現象被科學界稱為“甜點胃”——高糖食物即便在飽腹后仍有強烈食欲,但飽腹狀態下對糖的選擇性食欲的神經生物學機制不明。最新研究發現 POMC 神經元是飽足感的主要調節者,同時也能產生刺激食欲的 β-內啡肽,研究推測其或通過下游腦區驅動飽腹時的糖食欲。
“Thalamic opioids from POMC satiety neurons switch on sugar appetite” 這篇論文的研究匯聚了來自多個國家不同科研機構的科研人員,他們來自德國、丹麥、以色列、美國、法國等,就職于馬克斯・普朗克代謝研究所、科隆大學、諾和諾德公司、魏茨曼科學研究所等知名單位。這些科研人員憑借各自的專業優勢,從神經生物學、藥理學、行為學等多學科角度,針對 POMC 神經元與糖食欲的關系展開了全面深入的研究。通過先進的實驗技術,如光遺傳 - 電生理技術、纖維光度測定技術等,從多個維度對 POMC 神經元與糖食欲的關系展開深入探究。
研究人員通過實驗發現丘腦室旁核(PVT)中 μ-阿片受體(MOR)表達高,與 POMC 神經元終末接近。光遺傳-電生理實驗表明,POMC 神經元終末激活通過 MOR 信號抑制 PVT 神經元,且該抑制作用不依賴谷氨酸和 γ-氨基丁酸(GABA)。
接著研究人員設計小鼠飲食行為范式發現,小鼠飽腹后對高糖飲食(HSD)攝入量顯著增加。纖維光度測定顯示,HSD 攝入強烈激活 POMC→PVT 神經元終末。抑制 POMC→PVT 投射或 POMC 神經元,可減少小鼠對 HSD 的攝入。
圖2 POMC 神經元活動對飽腹后糖攝入的影響
通過訓練小鼠執行辨別任務發現,意外給予高糖溶液或呈現糖預測線索,會迅速激活 POMC→PVT 投射,且激活程度與溶液含糖量相關。并且條件性風味偏好測試表明,激活 POMC→PVT 回路可使小鼠對配對飲食的偏好增加,且該過程依賴阿片信號;抑制 POMC 神經元則會延遲糖偏好的形成。
研究人員在熱量過剩狀態下發現,小鼠對 HSD 的攝入強烈激活 POMC→PVT 回路,抑制該回路可減少 HSD 攝入;而對高脂肪飲食(HFD),POMC→PVT 回路的反應較弱,抑制該回路不影響 HFD 攝入。
纖維光度測定顯示,HSD 攝入抑制 PVTMOR 神經元活動,該抑制作用由 POMC 神經元通過阿片信號介導。人體研究發現,PVT 中 POMC 神經元終末與 MOR 表達細胞相鄰,且攝入葡萄糖會降低 PVT 的活動。
綜上研究表明:POMC 神經元在飽腹狀態下,一方面通過 MC4R 信號減少總食物攝入量,另一方面通過 MOR 信號刺激糖攝入。該研究首次從神經環路層面闡釋了"甜點胃"現象的形成機制,不僅為理解飲食行為的神經調控提供了新視角,也為肥胖治療藥物的開發提供了新的靶點和思路、為代謝性疾病的干預策略開發奠定了理論基礎。
參考文獻:Marielle Minère et al. ,Thalamic opioids from POMC satiety neurons switch on sugar appetite.Science387,750-758(2025).DOI:10.1126/science.adp1510
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