揭秘人类偏爱高脂食物的肠脑轴环路：科学家发现关键信号通路

人类和动物都对高糖、高脂食物有偏好，这部分是因为这些食物具有高能量。有趣的是，即使缺乏甜味受体，小鼠仍然可以对糖产生强烈的行为偏好，这主要依赖于肠脑轴信号。脑干孤束尾侧核（cNST）作为信息中继站，通过肠脑轴将信号从外周组织传递到大脑。

2022年9月7日，哥伦比亚大学Charles S. Zuker研究团队揭示了感知脂肪偏好的肠（G蛋白偶联受体GPR40和GPR120）——脑（脑干孤束尾侧核）轴信号通路。研究人员在摄食后同时向小鼠提供人工甜味剂和脂肪，发现小鼠在24小时内偏爱摄取甜味剂溶液，但在48小时后这种偏好发生改变，更多摄取脂肪，表明小鼠存在摄食后脂肪偏好行为。

进一步实验表明，摄取脂肪主要激活脑干孤束尾侧核（cNST），肠道内灌注脂肪也能明显激活cNST区域神经元。在病毒载体工具特异性诱导该脑区神经元死亡后，小鼠无法进行摄食后脂肪偏好行为。

研究还发现，迷走神经是将信息从肠道传递到大脑的关键通路。单细胞水平钙离子成像技术揭示了两类迷走神经感觉神经元：一类同时响应蔗糖和脂肪、氨基酸三大营养素，另一类仅响应脂肪的迷走感觉神经元。胆囊收缩素（CCK）作为一种饱腹感激素，其作用是通过抑制食欲调节食物摄入。表达CCK的肠内分泌细胞（EEC）被认为是糖偏好肠道感知细胞。然而，研究表明，CCK非依赖性肠-脑感知脂肪的通路也存在。

为了找到调控仅响应脂肪的迷走感觉神经元的分子机制，研究人员通过单细胞测序发现表达瞬时受体电位锚蛋白1（TRPA1）、G蛋白偶联受体65（Gpr65）、机械门控离子通道Piezo2、降钙素相关多肽α（Calca）的迷走感觉神经元亚群可能参与感知脂肪信号。进一步实验表明，表达TRPA1的迷走感觉神经元不响应蔗糖或氨基酸的刺激，但可响应脂肪的刺激，而其他迷走感觉神经元亚群不响应蔗糖或脂肪的刺激。通过病毒载体工具诱导TRPA1的迷走感觉神经元凋亡后，可阻断摄食后脂肪偏好行为，但不影响糖偏好行为。

总结来说，本研究揭示了依赖于胆囊收缩素感知脂肪、糖和蛋白质的肠脑轴信号通路，以及依赖于瞬时受体电位锚蛋白1或G蛋白偶联受体GPR40和GPR120感知脂肪的肠脑轴信号通路。这些发现有助于我们更好地理解人类对高脂食物的偏好，并可能为相关疾病的治疗提供新的思路。