Cell丨韓雯斐博士等揭示飽餐後愉悅感的神經環路

責編丨迦漵

消化系統感受對於心理情緒的影響至關重要。美食可以是苦的、辣的，甚至可以有不悅的氣味，但是食物帶來的絕不僅是口舌的享受，更重要的是食物入腹後的滿足感—消化後感受—這是產生美餐後愉悅情緒以及食物偏好的最重要原因。

9月20日，西奈山醫學院

Ivan De Araujo

課題組

（第一作者為韓雯斐博士，韓博士去年在Cell上發表封面論文報道了小鼠獵食行為的調控，詳見BioArt此前的報道：Cell封面：小鼠獵食行為的調控）

在

Cell

上發表題為

A Neural Circuit for Gut-Induced Reward

的最新研究，

揭示消化系統與多巴胺系統之間的連接環路

。

近端消化道，包括胃、十二指腸、近端結腸是營養吸收的主要部位。其黏膜下分布大量的腸內分泌神經元以及交感和副交感末梢神經。這些神經參與調節胃腸道的蠕動，各種激素的分泌，以及將食物中的營養信號直接發送至中樞系統。迷走神經的感覺神經元細胞體位於頸動脈附近的迷走神經節

（Nodose Ganglion）

內部，將諸多臟器的感覺信號輸送到腦幹。

可是迷走神經節內的神經元幾乎支配所有的內臟臟器，到底是哪一部分的神經元特異性地將胃腸道的消化信號發送到中樞

呢？

為了解決組織分布特異性的問題，研究人員將逆突觸傳遞的AAVretro-Cre病毒注入胃、十二指腸以及近端結腸的黏膜下（

下圖

），等到攜帶Cre的病毒在迷走神經節內表達之後，再將Cre依賴的AAV-DIO-GFP注入迷走神經節內，從而特異性地觀察支配胃腸道的迷走感覺神經元在孤束核內的支配範圍。

結果顯示，

上端腸胃的感覺信號只分布於較為中間偏後的孤束核區域

。而且這一區域與分布心、肺、喉管等的感覺區域是完全分隔的（

下圖

）。

更有趣的是，同樣是支配腸胃的迷走感覺神經元，左右兩側迷走神經節內的神經元在中樞的感覺支配也是不同的：

右側的中樞分布主要位於迷走神經孤束核NTS，而左側主要分布於後極區AP（

下圖

）

。

那麼，

左右兩條迷走神經胃腸通路，到底哪一個是負責欣快感的呢？

這個問題當然只有實驗小鼠自己能回答。實驗人員將光通道病毒表達在右側迷走神經節內的胃腸支配神經內，然後將光纖放置在孤束核的支配區域上端。然後，訓練小鼠自己用鼻觸nose poke一側的小孔來激發激光。激活右側迷走神經至孤束核的小鼠很快會增加鼻觸小孔的次數以獲得更多的激光刺激。而激活左側迷走神經至後級區的小鼠則對於鼻觸小孔的訓練表現出無所謂。同時，如果將右側迷走神經的刺激與特定味覺或者方位進行關聯訓練。

小鼠都會對右側的迷走刺激做出偏好性的關聯，但是左側刺激卻不能形成這一關聯

。

動物會通過學習壓桿自我激活多巴胺系統，那麼

來自胃腸的右側迷走神經是通過怎樣的神經環路到達多巴胺系統的呢

？作者將順向跨突觸感染的皰疹病毒分別注入左側和右側的迷走神經節內，發現只有右側的迷走神經節通過臂旁核與中腦黑質系統相連接，而非左側。而且右側的所連接的臂旁核背側區域與黑質地神經環路也一樣能誘導小鼠的自發激活行為。

蛋白質和脂肪的攝入都會刺激腸道內分泌細胞釋放膽囊收縮素CCK。膽囊收縮素除了可以刺激膽囊收縮，減緩胃排空，還可以作為中樞信號，刺激多巴胺在紋狀體的釋放並誘導食物的偏好。研究發現，

膽囊收縮的中樞信號調節正是通過右側迷走—孤束核—臂旁核—黑質—紋狀體通路實現的

。如果特異性地殺死右側迷走神經節內表達的膽囊收縮素的細胞，那麼膽囊收縮素對於小鼠攝食調節的作用就會消失。

迷走神經作為支配大部分內髒的神經系統，參與不同系統間看似相互獨立但又彼此相關的生理功能的感受和調節。隨著近年來各種技術手段的快速發展，其相關的研究進展非常迅速。迷走神經對於蛋白質和脂肪的中樞信號傳導尤為重要，但是糖分的感受並不單獨依賴於迷走神經，其機理將在未來的研究中繼續深入下去。

參考文獻

1． Bohorquez, D.V., and Liddle, R.A. (2015). The gut connectome: making sense of what you eat. J Clin Invest 125, 888-890.

2． Clemmensen, C., Muller, T.D., Woods, S.C., Berthoud, H.R., Seeley, R.J., and Tschop, M.H. (2017). Gut-Brain Cross-Talk in Metabolic Control. Cell 168, 758-774.

3． de Araujo, I.E., Tellez, L.A., Ferreira, J.G., Ren, X., and Yeckel, C.W. (2012). The gut-brain dopamine axis: A regulatory system of caloric intake. Physiol & Behav 106, 394-399.

4． Diepenbroek, C., Quinn, D., Stephens, R., Zollinger, B., Anderson, S., Pan, A., and de Lartigue, G. (2017). Validation and characterization of a novel method for selective vagal deafferentation of the gut. Am J Physiol 313, G342-G352.

5． Perez, C., and Sclafani, A. (1991). Cholecystokinin conditions flavor preferences in rats. Am J Physiol 260, R179-185.

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