当你决定是否再吃一片薯片时，你的大脑正在进行一场激烈的战斗。一组神经元在催促你多吃一点，而另一组神经元则在提醒你已经吃饱了。这场战斗的结果决定了你是否会继续享受这袋美味的零食。
近日，来自洛克菲勒大学等研究机构的科学家们发表了一项新的研究，揭示了这一过程中缺失的一环：一类以前未被发现的神经元，它可以立即抵消进食的冲动。
相关研究结果于2024年10月30日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Leptin-activated hypothalamic BNC2 neurons acutely suppress food intake”。论文通讯作者为洛克菲勒大学的Jeffrey Friedman博士。
研究背景
长期以来，人们认为大脑中的进食回路涉及下丘脑中两类脑细胞之间的简单反馈回路：表达 AGRP 基因的神经元（简称 AGRP 神经元）会产生饥饿感，而表达 POMC 基因的神经元（简称 POMC 神经元）则会产生饱腹感。激活 AGRP 神经元可以迅速诱发食欲，而激活 POMC 神经元则需要数小时才能抑制食欲。科学家们一直怀疑这种模型并不完整，因为 POMC 神经元无法迅速平衡 AGRP 神经元的饥饿信号。
为了填补这一空白，研究人员对大脑弓状核（arcuate nucleus）中的神经元进行了单细胞RNA测序。他们发现了一种新型神经元，这种神经元表达瘦素受体和一个名为 BNC2 的基因。这种新发现的 BNC2 神经元能对食物线索做出快速反应，并能迅速抑制饥饿感。
BNC2神经元以单突触的方式抑制AGRP/NPY神经元
Jeffrey Friedman 博士是这项研究的通讯作者，他解释说：“这项研究为调节食欲的神经回路增加了一个重要的新组成部分，并拓宽了我们对瘦素如何降低食欲的理解。” BNC2 神经元在被瘦素和其他可能的信号激活后，不仅能抑制食欲，还能减轻与饥饿相关的负面情绪。这些神经元通过抑制 AGRP 神经元来发挥作用，而且它们能迅速抑制 AGRP 神经元，起到补充信号的作用。
论文第一作者、洛克菲勒大学分子遗传学实验室助理研究员 Han Tan 表示：“这类新型神经元改变了关于进食调节的概念框架。” 研究结果显示，BNC2 神经元的存在解释了为什么 POMC 神经元无法迅速平衡 AGRP 神经元的饥饿信号。通过抑制 AGRP 神经元，BNC2 神经元能够在短时间内迅速抑制饥饿感。
对肥胖和代谢紊乱的影响
BNC2 现神经元的发现对解决肥胖和代谢紊乱问题具有重要意义。Tan 说：“我们正在积极研究靶向这些神经元是否能为肥胖或糖尿病提供一种新疗法。” 现有的遗传研究已经将 BNC2 与患者的较高身体质量指数（BMI）和糖尿病风险联系在一起。研究人员还在探索刺激或抑制这些神经元如何影响葡萄糖和胰岛素水平，从而进一步凸显调节这些神经元活性的治疗潜力。
这一发现不仅有助于理解饥饿和饱腹感的调节机制，还可能对我们如何理解大脑对本能行为的控制产生广泛影响。Friedman 博士指出：“如果 BNC2 神经元可以协调饥饿调节，那么是否还有其他类似的回路可以调节梳毛或睡眠等行为？” 确定类似的回路可以加深我们对大脑如何编排不同本能行为的复杂动作的理解，为行为神经科学的进一步发现铺平道路。
结论
这项研究揭示了大脑中一个新的神经元类型——BNC2 神经元，它在调节饥饿和饱腹感中起着关键作用。这一发现不仅扩展了我们对饥饿和饱腹感调节机制的理解，还为解决肥胖和代谢紊乱问题提供了新的治疗靶点。通过深入了解这些复杂的神经回路，科学家们有望开发出更有效的治疗方法，帮助人们更好地控制饮食，改善健康。
参考资料：
Han L. Tan et al. Leptin-activated hypothalamic BNC2 neurons acutely suppress food intake. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-08108-2.
