为何深夜的泡面如此诱人？原来是这种神经机制在作祟

https://www.cphi.cn 2021-03-09 11:03 来源：生物探索作者：侯媛媛

半夜11点，宿舍同学泡了一桶泡面，所有人都难以抵挡泡面的香气，纷纷“虎口夺食”。为何在深夜大家如此喜欢闻食物的味道？

近日，由哈佛医学院研究人员在顶级期刊《Nature》上发表的题为“Hunger enhances food-odour attraction through a neuropeptide Y spotlight”的文章，揭示了在饥饿状态下，嗅觉可以通过大脑中AGRP神经元机制表现出对食物气味的偏好。

研究人员选择小鼠作为实验对象，在试验场中放入可挥发性的食物气味和信息素（异性小鼠的尿液），结果发现，食物气味和信息素对小鼠（雌性和雄性）均有吸引能力。进一步观察发现禁食小鼠更偏好食物的气味，但进食且接触过伴侣的小鼠更偏好于信息素。这说明饥饿时，嗅觉可以通过大脑中特定的回路进行差异调节。

先前研究表明，表达刺鼠关联肽（AGRP）的下丘脑神经元有助于产生饥饿感，因此研究人员提出疑问，AGRP神经元的光遗传激活是否会改变小鼠对于气味的偏好。结果发现，正常进食的对照小鼠，光刺激不会改变对气味的偏好，但正常进食的AGRP-ON小鼠，光刺激会增强食物气味的偏好，这与禁食的野生型小鼠相似。这说明嗅觉是通过大脑中AGRP神经元通路进行选择行为。

接下来，研究人员探究了AGRP在大脑中的哪个特定区域会促进对食物气味的偏好。在对野生型和AGRP-ON小鼠脑室旁的丘脑处（PVT）进行光刺激后发现，正常进食的AGRP-ON小鼠表现出对食物气味的偏好。这说明AGRP神经元投射到PVT处增强了食物气味吸引。

AGRP神经元释放三种主要神经递质AGRP、NPY或GABA，因此研究人员再次提出疑问，在进行气味的选择时需要哪种神经递质。对三种敲除基因（NPY-KO、GABA-KO和Mc4r-KO）的小鼠禁食后发现，GABA-KO和Mc4r-KO（Mc4r为下丘脑AGRP受体）小鼠表现出正常对食物气味的偏好，但NPY-KO小鼠则表现出不喜欢食物气味胜过信息素的行为。这说明NPY与触发嗅觉选择回路有关。

NPY的受体由五个G蛋白偶联受体组成，为了进一步确定NPY受体是否参与气味选择，研究人员获得了敲除单个NPY受体的小鼠，并测试了它们的气味偏好。结果显示，禁食的Npy1r-KO小鼠则表现出正常的气味偏好，但禁食的Npy5r-KO小鼠缺没有表现出对食物的气味素的偏好。这表明神经肽NPY及其受体NPY5R在引起饥饿感的气味中起着至关重要的作用。

总的来说，这项研究确定了嗅觉系统在大脑中特定的神经元机制下对气味的偏好，AGRP神经元释放的NPY为携带NPY5R的嗅觉受体敞开了大门。

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Nature 嗅觉神经机制