是誰操控你飢渴的慾望?中研院破解腦內渴餓訊號神經機轉
是誰操控你飢渴的慾望?人類許多神經疾病,如憂鬱症、厭食症、成癮症等,都和腦內的動機系統有關。為了破解飢渴慾望的訊號,中研院研究團隊解密果蠅腦中的神經迴路,首次發現一種名為leucokinin的神經傳導物質,透過調控不同的腦神經元,影響果蠅進行覓水或覓食行為,解開了渴、餓訊號在腦中相互作用的神經機轉,有助於了解更複雜的人腦。
果蠅飢餓的時候,leucokinin神經胜肽會被釋放
中央研究院分子生物研究所林書葦助研究員與本院國際研究生學程博士生芭雅希(Bhagyashree Senapati)組成的跨國團隊研究發現,果蠅大腦裡的LHLK神經細胞釋放的leucokinin ,同時是渴與餓的訊號。當果蠅口渴時,由於渴神經元 ( PPL1-γ2α′1、PAM-β′2a)屬於抑制性的神經細胞,像一道關閉的門,會抑制覓水行為,但leucokinin能抑制它們的活性,產生負負得正效果,打開通道,促使果蠅追尋與水有關的氣味。當果蠅飢餓的時候,leucokinin也會被釋放,此時則是活化另一群餓神經元 (PAM-β′2mp),驅動果蠅進行覓食行為,尋找與食物有關的氣味。
什麼是leucokinin?
leucokinin是一種短的蛋白質鏈,稱為神經胜肽,過去只知道它在昆蟲中與維持體內水分平衡有關,但作用的細節並不清楚。當這類leucokinin神經細胞受到抑制、失去活性,或是被活化刺激,果蠅的行為會出現變化,即使是渴,也不會去找水,或是明明已經喝很多水,還是會去找水,表示這些神經細胞與渴有關 。
中研院破解果蠅大腦渴、餓神經細胞的神經迴路與交互作用
但是,為什麼餓的果蠅不會去找水喝?因為大腦會釋放另外兩種神經傳導物質-血清素(serotonin) 和dNPF,作用是抵銷leucokinin對渴神經元的抑制,致使渴神經元持續抑制覓水行為。
林書葦指出,本次研究破解了果蠅大腦渴、餓神經細胞的神經迴路與交互作用,也代表口渴與飢餓的動機並非單純有一群神經細胞負責渴訊號,另一群神經細胞負責餓訊號;而是透過多種神經傳導物質的合作、競爭,去調控不同的腦神經元,使得覓水行為只在渴的時候出現,而不會在飢餓的時候產生,使果蠅能夠依據生理需求做出正確的覓食抉擇。
此研究成果已於今(108)年12月發表在《自然:神經科學》(NatureNeuroscience)。
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