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Nat Neurosci | 浙大周煜东/沈逸团队展现高脂饮食“吃到停不下来”的神经炎症机制

时间:2022-08-11 热度:


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可,,,,,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杂志上揭晓“Diet-induced Inflammation in the Anterior Paraventricular Thalamus Induces Compulsive Sucrose-seeking”的研究论文,,,,,展现了高脂饮食(high-fat diet, HFD)引发强迫性进食的神经炎症机制。。研究发明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兴奋性神经元运动增添,,,,,导致小鼠泛起强迫性进食行为,,,,,即明知保存危害,,,,,仍要选择获取食物。。为明确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。。
 

 

效果

 

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%的概率泛起灯光线索(conditioned stimulus, CS)耦联的足底电击刺激(图1a)。。效果显示,,,,,在蔗糖夸奖和电击恐惧刺激同时保存的情形下,,,,,正常喂养小鼠按压杠杆的次数相较于仅保存蔗糖夸奖时显著降低,,,,,而高脂饮食小鼠按压次数则基本坚持稳固(图1b-e)。。提醒了HFD可诱发小鼠爆发强迫进食行为。。
 

图1 HFD可诱发小鼠爆发强迫进食行为

 

接下来,,,,,研究者探讨了高脂饮食诱发小鼠爆发强迫进食行为的神经机制,,,,,借助c-fos染色发明HFD小鼠丘脑室旁核前侧(anterior paraventricular thalamus, aPVT)在强迫摄取蔗糖历程中CaMKIIα神经元异常激活(图2a-d)。。随后,,,,,借助在体光纤纪录发明,,,,,只有当HFD小鼠在强迫进食(按压杠杆获取蔗糖奖励的同时,,,,,也陪同着灯光线索耦联的足底电击刺激)历程中,,,,,aPVT CaMKIIα神经元运动显着增添(图2e-h)。。

 

进一步,,,,,研究者在正常饮食小鼠aPVT注射AAV-CaMKIIα-ChR2-mCherry病毒,,,,,并埋入光纤,,,,,发明光遗传学激活aPVT CaMKIIα神经元,,,,,可增添正常饮食小鼠在足底电击时的按压杠杆次数;;;;;同时研究者借助化学遗传学手艺发明,,,,,当CNO抑制aPVT CaMKIIα神经元时,,,,,可镌汰HFD小鼠按压杠杆次数(图2i-n)。。这些效果提醒了小鼠大脑aPVT区兴奋性神经元的运动加入小鼠强迫性进食行为,,,,,激活aPVT CaMKIIα神经元可增进小鼠的强迫性摄取糖水行为;;;;;抑制aPVT CaMKIIα神经元则削弱小鼠该行为。。高脂饮食通过诱导aPVT区兴奋性神经元的运动增强从而引起强迫性进食。。

 

图2 aPVT兴奋性神经元的异;;;;;钤驹鼋∈笄科刃越承形

 

最后,,,,,作者研究了HFD诱导aPVT中兴奋性神经元运动水平升高的机制。。研究者发明高脂饮食可导致aPVT区小胶质细胞数目显著增多(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)的食物发明,,,,,HFD小鼠aPVT神经元运动削弱,,,,,并缓解强迫性进食行为;;;;;别的,,,,,研究者将抗CSF-1抗体注射至小鼠aPVT区以特异性镌汰HFD小鼠aPVT小胶质细胞增生,,,,,同样发明HFD小鼠强迫性摄取糖水行为受到抑制(图3c-i)。。提醒了高脂饮食通过诱导aPVT小胶质细胞激活引发aPVT兴奋性神经元运动水平提升,,,,,进而导致小鼠爆发强迫性进食行为。。
 

图3 HFD诱导aPVT小胶质细胞激活增进小鼠强迫性进食行为


结论
 

 本文通过比照高脂饮食小鼠与正常饮食小鼠的强迫性进食行为,,,,,配合光遗传学、化学遗传学、钙离子光纤纪录、免疫染色、行为学等多种手艺手法,,,,,展现了高脂饮食引发强迫性进食的神经炎症机制。。研究发明高脂饮食可诱导小鼠aPVT小胶质细胞激活,,,,,使大脑处于慢性炎症状态,,,,,从而引发aPVT中与夸奖有关的兴奋性神经元异;;;;;钤,,,,,最终导致小鼠泛起强迫性进食行为。。这为明确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。。

 

浙江大学医学院博士生程晶晶、马晓林和博士后李春禄为论文配合第一作者,,,,,周煜东教授和沈逸副教授为配合通讯作者。 ??????翁馐艿娇萍疾抗抑氐阊蟹⑼“发育编程及其代谢调理”重点专项和国家自然科学基金的资助。。  

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