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肥胖影响人类海马体中的促食欲神经网络

作者: 发布时间:2024-03-18 浏览次数:97
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宾夕法尼亚大学Casey H. Halpern博士研究团队在《Nature》发表了题为An orexigenic subnetwork within the human hippocampus的研究报告。该研究利用功能性MRI(fMRI)、电生理、iDISCO 3D组织学、免疫染色等多种方法,确定了人类海马体参与食欲调节功能,解析外侧下丘脑投射海马亚区的促食欲神经回路。

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促进食欲的食物处理依赖于感觉、内感觉和激素信号的整合,从而控制摄食行为。这个过程的失调会导致适应不良的饮食行为,例如暴饮暴食,并与肥胖相关。对啮齿动物的研究发现,海马神经元亚群对食物线索做出反应,并编码食物位置记忆。海马体是维持记忆功能的关键脑区,在野外生活时,动物记住产生或者储存食物的地点非常重要,很大程度上决定了个体存亡,海马体的食物记忆功能必不可少。

首先,作者使用人脑连接组计划(Human Connectome Project)中178位志愿者的高分辨率纤维束成像数据,发现外侧下丘脑(lateral hypothalamus, LH)和背外侧海马(dorsolateral hippocampus, dlHPC)亚区之间存在结构连接。紧接着,作者使用颅内电极植入人的海马体,观察到当参与者看到甜味溶液时,背外侧海马明显会更活跃地处理来自其他脑区的信号,包括视觉刺激,味觉相关奖励刺激等。

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图1:背外侧海马(dlHPC)参与食欲调控

不仅如此,作者还利用单脉冲电刺激,在LH 和dlHPC记录到响应甜食地诱发电位。在刺激另一个脑区后, LH 和dlHPC这两个脑区记录的这些快速诱发电位,表明它们之间存在直接的相互作用,并且可能是双向的。由此说明, 在面对食物时,LH 和dlHPC之间具有信号交流。

接下来,为进一步确定LH 和dlHPC之间的投射关系,作者利用黑色素聚集激素(melanin-concentrating hormone, MCH)进行分析。MCH是一种由LH分泌的促食欲神经肽,含有MCH的神经元会影响食物的奖励价值,并且MCH过表达与肥胖状态相关。作者利用iDISCO技术,对人体组织尸检样本进行免疫标记3D成像,可视化MCH阳性神经元投射,发现LH的MCH阳性神经元确实投射至dlHPC。

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