为何深夜的泡面如此诱人？原来是这种神经机制在作祟

生物探索 2021年

（图片来源：摄图网）

作者|侯媛媛来源|生物探索(ID：biodiscover)

半夜11点，宿舍同学泡了一桶泡面，所有人都难以抵挡泡面的香气，纷纷“虎口夺食”。为何在深夜大家如此喜欢闻食物的味道？

近日，由哈佛医学院研究人员在顶级期刊《Nature》上发表的题为“Hunger enhances food-odour attraction through a neuropeptide Y spotlight”的文章，揭示了在饥饿状态下，嗅觉可以通过大脑中AGRP神经元机制表现出对食物气味的偏好。

https://doi-org.b12135.top/10.1038/s41586-021-03299-4

研究人员选择小鼠作为实验对象，在试验场中放入可挥发性的食物气味和信息素（异性小鼠的尿液），结果发现，食物气味和信息素对小鼠（雌性和雄性）均有吸引能力。进一步观察发现禁食小鼠更偏好食物的气味，但进食且接触过伴侣的小鼠更偏好于信息素。这说明饥饿时，嗅觉可以通过大脑中特定的回路进行差异调节。

禁食和进食小鼠对食物气味和信息素的偏好

先前研究表明，表达刺鼠关联肽（AGRP）的下丘脑神经元有助于产生饥饿感，因此研究人员提出疑问，AGRP神经元的光遗传激活是否会改变小鼠对于气味的偏好。结果发现，正常进食的对照小鼠，光刺激不会改变对气味的偏好，但正常进食的AGRP-ON小鼠，光刺激会增强食物气味的偏好，这与禁食的野生型小鼠相似。这说明嗅觉是通过大脑中AGRP神经元通路进行选择行为。

进食对照和AGRP-ON小鼠对食物气味和信息素的偏好

接下来，研究人员探究了AGRP在大脑中的哪个特定区域会促进对食物气味的偏好。在对野生型和AGRP-ON小鼠脑室旁的丘脑处（PVT）进行光刺激后发现，正常进食的AGRP-ON小鼠表现出对食物气味的偏好。这说明AGRP神经元投射到PVT处增强了食物气味吸引。

野生型和AGRP-ON小鼠光刺激后的表现

AGRP神经元释放三种主要神经递质AGRP、NPY或GABA，因此研究人员再次提出疑问，在进行气味的选择时需要哪种神经递质。对三种敲除基因（NPY-KO、GABA-KO和Mc4r-KO）的小鼠禁食后发现，GABA-KO和Mc4r-KO（Mc4r为下丘脑AGRP受体）小鼠表现出正常对食物气味的偏好，但NPY-KO小鼠则表现出不喜欢食物气味胜过信息素的行为。这说明NPY与触发嗅觉选择回路有关。

进食和禁食NPY-KO、GABA-KO和Mc4r-KO小鼠的表现

NPY的受体由五个G蛋白偶联受体组成，为了进一步确定NPY受体是否参与气味选择，研究人员获得了敲除单个NPY受体的小鼠，并测试了它们的气味偏好。结果显示，禁食的Npy1r-KO小鼠则表现出正常的气味偏好，但禁食的Npy5r-KO小鼠缺没有表现出对食物的气味素的偏好。这表明神经肽NPY及其受体NPY5R在引起饥饿感的气味中起着至关重要的作用。