第1577期：吃吃吃，胖胖胖，真是脑-肠-菌联合乱了套？
本期话题：进食调控，食欲，肠脑轴，神经，甘油三酯，自闭症，5-HT，认知功能
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2020年09月09日

一图读懂：吃东西上瘾？脑-肠-菌群轴出了啥问题（综述）

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:73.082]
① 饮食行为不规律导致肥胖或食物成瘾，伴随着脑-肠-菌群（BGM）轴的改变，且改变后的BGM互作机制具有一定的稳定性；② 膳食和菌群互作、其对饱腹和肠道炎症的介导以及由此对脑稳态相关机制的扰乱，导致对进食的享乐回馈机制和抑制机制产生重大影响；③ 上述机制会反过来进一步刺激机体对高热量食物的选择，恶化肠道失调；④ 靶向BGM多节点的治疗方法的结合，以及基于肠道菌群组成和功能的个体干预，可能是未来缓解肥胖或食物成瘾的可取方式。
【主编推荐语】这篇发表在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上的综述文章，重点研究了肥胖或食物成瘾状态下，脑肠轴的相互作用和调节机制。膳食与菌群互作产生的信号分子，影响奖赏和抑制等调节机制，进而反过来影响机体膳食选择。环境因素，比如压力、抗生素等也会影响BGM。除了减肥手术，基于BGM的干预手段，比如限时饮食、认知行为干预等，可能也是防疗肥胖和食物成瘾的方式。我们特别将配图翻译制作了一图读懂，希望能帮你涨知识。（@Bingbing）
Brain–gut–microbiome interactions in obesity and food addiction
2020-08-27, doi:10.1038/s41575-020-0341-5
延伸阅读： 【微生态】
食物成瘾 脑-肠-菌群轴 肥胖 食欲调节 菌群-肠-脑轴 Emeran A Mayer Arpana Gupta
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Cell：管不住嘴？可能是大脑对美食更敏感

Cell [IF:66.85]
① 通过全脑饥饿和口渴神经回路追踪发现二者回路汇聚于PeriLC脑区；② 应用钨丝固定透镜的手段，建立了可以稳定监测自由活动小鼠后脑区钙信号的方法；③ PeriLC谷氨酸神经元主要参与进食和饮水的摄取阶段，饥饿和口渴均引起该脑区谷氨酸神经元的反应；④ 在摄取食物或水时，部分谷氨酸神经元被激活、部分抑制，抑制神经元更好的反应食物和饮料的可口信息，决定摄取时间和摄取量；⑤ 抑制抑制性谷氨酸神经元不能激发，但可以改变可口信息。
【主编推荐语】饥饿和口渴介导的物质摄取行为尽管目标不同，但是二者在神经回路调节中有着相似的过程，目前人们对此了解不多。近期一篇发表在CELL的研究论文，通过建立可以观察自由活动小鼠后脑区神经元钙信号的方法，详细探索了调控饥饿和口渴导致食物和水摄取的神经调控机制。研究发现小鼠大脑位于后脑区的periLC脑区中的谷氨酸神经元在这一过程中发挥重要作用，抑制性谷氨酸神经元编码了食物或饮料可口性信息，通过双向抑制性反馈调节，调控动物进食或饮水的时长和量的多少。（@Zhonghua）
Hindbrain Double-Negative Feedback Mediates Palatability-Guided Food and Water Consumption
2020-08-24, doi:10.1016/j.cell.2020.07.031
PeriLC脑区 进食调控 抑制性谷氨酸神经元 可口信息 hunger thirst palatability locus coeruleus locus ceruleus periLC ingestive behavior appetite in vivo calcium imaging GRIN lens 研究论文 基础研究 动物实验 啮齿动物（小鼠） 动物 肥胖 Scott M Sternson Rong Gong
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Cell子刊：甘油三酯控制脑内奖赏回路

Cell Metabolism [IF:31.373]
① 小鼠脑内奖赏系统中，腹侧被盖区多巴胺神经元和纹状体MSN神经元等都表达脂蛋白脂肪酶（Lpl），从而能代谢甘油三酯（TG）；② 餐后的血液TG能以依赖于Lpl的方式，作用于表达DRD2的MSN神经元，抑制其DRD2信号，降低这些神经元的兴奋性；③ 神经中枢内的TG可作为一种正强化物，影响觅食等受多巴胺调控的行为；④ 在人体中，餐后血浆TG可通过依赖于DRD2的方式，影响大脑对食物信号的反应。
【主编推荐语】进食的快感和动机与脑内的奖赏系统中的多巴胺释放有关，其功能障碍可引起进食问题，导致肥胖。然而，营养信号如何引起奖赏系统的功能紊乱，这背后的生理基础仍待深入研究。Cell Metabolism发表的一项研究发现，膳食甘油三酯可改变奖赏系统中表达多巴胺受体2的神经元的活动，从而影响机体的行为。这为阐释高脂饮食以及长期高血脂对奖赏系统和进食行为的影响，提供了新的见解。（@mildbreeze）
Circulating Triglycerides Gate Dopamine-Associated Behaviors through DRD2-Expressing Neurons
2020-03-05, doi:10.1016/j.cmet.2020.02.010
延伸阅读： 【Medical Xpress】
食物奖赏 甘油三酯 Dopamine dopamine receptor D2 lipoprotein lipase food-reward triglycerides fMRI striatum Nucleus Accumbens ventral tegmental area 进食行为 多巴胺 多巴胺受体 脂蛋白脂肪酶 Giuseppe Gangarossa Serge H Luquet Chloé Berland
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Cell子刊：高脂饮食停不下来，跟这种新发现的神经元有关

Neuron [IF:18.688]
① 短期高脂饮食（HFD）喂养可激活小鼠下丘脑弓状核（ARC）表达孤啡肽前体（PNOC）的神经元（PNOC-ARC），引起过度进食；② PNOC-ARC是一种新的GABA能神经元，在ARC密集排列，并为附近的厌食性POMC神经元提供抑制性突触输入；③ PNOC-ARC的光遗传学激活及其向终纹床核的投射可促进摄食；④ 去除小鼠的PNOC-ARC可促进HFD喂养时POMC神经元的激活，从而减少摄食、防止HFD诱导的肥胖，且不影响正常饲料喂养时的食物摄取和体重。
【主编推荐语】下丘脑中的两种神经元（AgRP神经元和POMC神经元）参与对食欲的调控。Neuron发表的一项研究却发现了一种不同于这两种神经元的新的GABA能神经元——PNOC神经元。这种神经元可被高脂饮食激活，引起过度进食，或是防止食源性肥胖的新靶点。（@mildbreeze）
PNOCARC Neurons Promote Hyperphagia and Obesity upon High-Fat-Diet Feeding
2020-04-16, doi:10.1016/j.neuron.2020.03.022
延伸阅读： 【Medical Xpress】
食欲调节 过度进食 PNOC神经元 高脂饮食 肥胖 Jens C Brüning Alexander Jais Lars Paeger
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Cell子刊：对甜食的喜好如何始于腹中？

Neuron [IF:18.688]
① 与无热量的甜味剂相比，小鼠对高热量的蔗糖有选择偏好，这种觅食偏好不依赖于味觉，而是与摄食后的营养感知有关；② 给小鼠灌胃蔗糖后，中脑腹侧被盖区（VTA）多巴胺神经元活性显著增加，这些神经元的依赖于NMDA受体的簇状发放和/或可塑性，介导了小鼠觅食偏好的摄食后调节；③ VTA多巴胺神经元活性和觅食偏好的摄食后调节，依赖于迷走神经肝支对摄食后营养信号的传递。
【主编推荐语】摄食后对食物的营养感知，是诱导食物偏好的重要因素。Neuron发表的一项研究发现，摄食后的营养信号可通过迷走神经肝支传递至神经中枢，调节腹侧被盖区（VTA）多巴胺神经元活性，从而以不依赖于味觉的方式，影响对食物的偏好。（@mildbreeze）
Postingestive Modulation of Food Seeking Depends on Vagus-Mediated Dopamine Neuron Activity
2020-04-06, doi:10.1016/j.neuron.2020.03.009
延伸阅读： 【Medical Xpress】 【Neuron】
觅食行为 营养传感 Postingestive food seeking Dopamine Vagus nerve ventral tegmental area feeding behavior nutrient sensing 迷走神经 摄食后 Rui M Costa Albino J Oliveira-Maia Ana B Fernandes
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国内团队：调控进食的肠-脑轴通路

Current Biology [IF:10.9]
① 在小鼠模型中研究迷走神经介导的肠脑途径如何感知食欲信号并促进进食；② 饥饿信号激活孤束核中的儿茶酚胺（CA）神经元，该过程需要迷走神经传递信号；③ 孤束核中的CA神经元表现出解剖学复杂性和功能异质性；④ 孤束核中，共表达神经肽 Y的肾上腺素神经元（NPY/E-NTS）的激活可促进进食，而去甲肾上腺素神经元的激活抑制了进食；⑤ 这些神经元可直接接收迷走神经输入信号，激活迷走神经→NPY/E-NTS神经通路能够刺激进食。
【主编推荐语】Current Biology近期发表了北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的占成课题组主导的研究，揭示了一种调控食欲和进食行为的肠-脑轴机制——迷走神经-孤束核通路。（@mildbreeze）
A Vagal-NTS Neural Pathway that Stimulates Feeding
2020-08-20, doi:10.1016/j.cub.2020.07.084
肠-脑轴 进食行为 gut-brain axis feeding behavior appetite nucleus of the solitary tract nodose ganglion catecholaminergic neurons NPY neurons Vagus nerve orexigenic neural pathway vagal→NTS neural pathway 食欲调节 孤束核 迷走神经 Cheng Zhan Jing Chen
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国内团队：EphB6缺失诱导小鼠孤独症样行为的菌群机制

Microbiome [IF:16.837]
① EphB6缺失可诱导小鼠的孤独症样行为及肠道菌群失调；② 将EphB6缺失小鼠的粪便菌群移植给SPF小鼠可诱导孤独症样行为，将野生型小鼠的粪便菌群移植给EphB6缺失小鼠可缓解孤独症样行为；③ 肠道菌群失调导致EphB6敲除小鼠的维生素B6及多巴胺缺失，维生素B6的缺陷与EphB6缺失小鼠的孤独症样行为相关；④ 肠道菌群失调介导的维生素B6缺陷可促进前额叶皮质锥体神经元的兴奋/抑制失衡，并通过多巴胺D1受体途径诱导EphB6缺失小鼠的孤独症样行为。
【主编推荐语】越来越多的证据表明自闭症谱系障碍（ASD）的发展与肠道菌群相关，但肠-脑轴参与ASD的机制尚未明确。EPHB6在肠道稳态中发挥重要作用，且其突变及表达降低与ASD相关。中山大学孙逸仙纪念医院的Jian-Ming Li团队与南方医科大学的高天明团队合作在Microbiome上发表的一项最新研究，揭示了EPHB6缺失可通过诱导肠道菌群失调，而导致维生素B6及多巴胺缺失，从而通过多巴胺D1受体途径及引发前额叶皮质锥体神经元的兴奋/抑制失衡，以介导小鼠的孤独症样行为。（@aluba）
The gut microbiota regulates autism-like behavior by mediating vitamin B homeostasis in EphB6-deficient mice
2020-08-20, doi:10.1186/s40168-020-00884-z
肠-脑轴 ASD Dopamine E/I balance EphB6 Gut microbiota vitamin B6 研究论文 基础研究 啮齿动物（小鼠） 维生素B6 多巴胺 多巴胺D1受体 自闭症谱系障碍（ASD） Ying Li Tian-Ming Gao Jian-Ming Li
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齿双歧杆菌促进肠道的5-羟色胺产生并改善小鼠行为

CMGH Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology [IF:8.797]
① 用无菌培养基、活齿双歧杆菌、热灭活齿双歧杆菌及活卵形拟杆菌处理无菌小鼠，评估齿双歧杆菌代谢物对肠嗜铬细胞释放5-羟色胺（5-HT）的影响；② 活齿双歧杆菌（而非热灭活齿双歧杆菌或活卵形拟杆菌）的定殖可增加小鼠肠道中的乙酸盐及5-HT浓度，并增加肠道5-HT受体和5HT转运蛋白的表达；③ 齿双歧杆菌可显著增加小鼠海马体中的5-HT受体2a的表达；④ 齿双歧杆菌定殖缓解无菌小鼠的5-HT受体2a相关的重复性及焦虑样行为。
【主编推荐语】肠道菌群可调节肠嗜铬细胞产生的5羟色胺。CMGH Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology上发表的一项最新研究，发现齿双歧杆菌可增加小鼠肠道中的乙酸盐浓度，以促进肠嗜铬细胞分泌5羟色胺，并增加肠道5羟色胺受体及5羟色胺转运蛋白的表达，同时增加海马体重的5羟色胺受体表达，从而改善小鼠的重复性及焦虑样行为。（@aluba）
Human-derived Bifidobacterium dentium modulates the mammalian serotonergic system and gut-brain axis
2020-08-12, doi:10.1016/j.jcmgh.2020.08.002
肠-脑轴 serotonin serotonin transporter Bifidobacterium probiotics enteroids Enterochromaffin Cells free fatty acid receptor (FFAR)2 short chain fatty acids (SCFAs) 齿双歧杆菌 益生菌 5羟色胺 研究论文 基础研究 啮齿动物（小鼠） Melinda A Engevik Berkley Luck James Versalovic
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益生菌/益生元/发酵食品能改善认知功能吗？

Neuroscience and Biobehavioral Reviews [IF:9.052]
① 纳入11项益生菌相关研究（n=724）、5项益生元相关研究（n=355）、6项发酵食品相关研究（n=472）进行荟萃分析；② 22项研究中有14项报告了对特定认知领域（包括工作记忆、注意力/警惕性、记忆准确性、记忆效率、精神运动速度、执行功能）的显著改善；③ 但荟萃分析结果显示，益生菌、益生元及发酵食品对整体认知及各特定认知领域均无显著影响；④ 22项研究中的16项偏倚风险较低。
【主编推荐语】Neuroscience and Biobehavioral Reviews上发表的一项荟萃分析结果，总结了22项RCT（共涉及1551名受试者）的数据后发现，益生菌、益生元或发酵食品对认知功能并无显著改善作用。（@aluba）
Prebiotics, probiotics, fermented foods and cognitive outcomes: A meta-analysis of randomized controlled trials
2020-08-27, doi:10.1016/j.neubiorev.2020.07.036
益生菌/益生元 META-ANALYSIS Probiotic Prebiotic cognition fermented foods 益生菌 益生元 荟萃分析 认知功能 认知功能【无任何改善】 发酵食品 Wolfgang Marx
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