一项小鼠研究揭示了与失去控制有关的神经生物学机制

傅彪妮
导读 UPF 的研究人员与来自美因茨大学(德国)、基因组调控中心、卡哈尔研究所、约翰内斯古腾堡大学(德国)、巴塞罗那自治大学和德尔玛医院的研究

UPF 的研究人员与来自美因茨大学(德国)、基因组调控中心、卡哈尔研究所、约翰内斯古腾堡大学(德国)、巴塞罗那自治大学和德尔玛医院的研究人员合作,首次确定了参与大脑中的某些皮质区域会失去对食物摄入的控制。在今天发表于《自然通讯》( Nature Communications)的啮齿类动物身上进行的这项研究中,他们发现了这种食物成瘾的关键皮质回路中的一种特定机制,这种机制涉及对摄入量的控制丧失。该研究由科学家 Rafael Maldonado、Elena Martín-García 和 Beat Lutz 领导。

这种成瘾与失去对食物摄入的控制有关,而肥胖和饮食失调与肥胖和饮食失调有关,而肥胖和饮食失调在世界范围内的流行率正在上升。失去对食物摄入的控制会产生重大的社会经济影响,目前还没有有效的治疗方法,并且它与药物成瘾有共同的神经生物学机制。这两种脑部疾病都是慢性的、多因素的和复杂的,是多种基因和环境因素相互作用的结果。

在这项新研究中,研究人员确定了导致食物成瘾行为发展的神经生物学机制。为此,他们使用了一种啮齿动物模型,该模型模拟与人类这种成瘾相关的行为异常,并导致对食物摄入量失去控制:对食物的强烈动机和冲动,以及强迫性寻找食物,尽管有负面影响这样的行为。他们使用创新工具在遗传、细胞和行为水平上描述了对这种疾病的恢复力和易感性特征。

该研究的另一个发现是皮质水平的 D2 多巴胺受体在食物成瘾中的作用。由于其在皮层下区域尤其是边缘系统中的作用,该受体之前曾与药物成瘾有关。这项研究首次确定了食物成瘾是如何导致前额皮质中多巴胺 D2 受体基因过度表达的,而这种过度表达直接与食物摄入失控有关。

“识别食物摄入失控的特定皮质区域可能对预防和治疗这种疾病很有意义。皮质区域是控制行为的最高等级秩序的大脑结构,因此代表了重要的大脑区域UPF 实验与健康科学系 (DCEXS) 神经药理学实验室 Neurophar 主任 Rafael Maldonado 提议。

他们证明,电路的激活可以更好地控制强化,而电路活动的减少会导致抑制控制的丧失和动物更容易发展成瘾行为。“因此,我们建议这种疾病的一个可能的治疗目标可能是刺激我们目前使用相当精确的技术处理的大脑回路,”他补充道。这篇文章为食物成瘾是否存在的争论提供了更多的科学证据。“目前关于如何对这种重要的行为障碍进行分类存在一些争议,我们的研究结果强化了这种成瘾存在并与毒瘾具有共同特征的观点。”

决策中的皮质控制

他们描述的神经生物学机制之一是从前额叶皮层到伏隔核的回路,即从皮质区域到与奖赏和快乐相关的边缘系统区域。Elena Martín-García 解释说:“我们注意到,上瘾的动物在这个特定回路中表现出活动减少,而有弹性的动物回路则更加活跃。”

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