饭后奶茶瘾的“元凶”找到了！Science：产生饱腹感的神经元正勾起“馋虫”，驱动对糖的偏爱

近日，十四届全国人大三次会议举行记者会，国家卫生健康委员会主任雷海潮表示，将持续推进体重管理年行动，普及健康生活方式。国家卫生健康委面向公众发布的《体重管理指导原则（2024年版）》指出，有研究预测，如果得不到有效遏制，2030年我国成人超重肥胖率将达到70.5%，儿童超重肥胖率将达到31.8%。当被问及“体重管理年”三年计划，两会代表张文宏委员笑对记者说：像你这样的大肚子，是我们主要的目标。

体重管理中关键一环是饮食控制，而人们在一顿饭吃饱了之后，对甜食的渴望仍然存在。也就是所谓的餐饮文化“饭后甜点”，导致我们即使在饱腹状态下也想去摄入高糖食物（例如蛋糕、奶茶等）。

近日，来自马克斯·普朗克代谢研究所的研究员们在Science期刊发表了题为“Thalamic opioids from POMC satiety neurons switch on sugar appetite”的研究论文，确定了POMC神经元在饱腹状态下对糖类摄入的调控机制，首次从神经环路层面阐释了"饭后甜点"现象的形成机制，为理解饮食行为和肥胖机制提供了新视角。

图1：文章截图

一、研究背景

吃饱了之后总想吃点甜的（如饭后甜点）是为什么呢？下丘脑弓状核（ARC）前阿黑皮素原（POMC）神经元作为饱腹感的主要调控者，在摄食过程中发挥着关键作用。POMC神经元通过释放α-黑素细胞刺激素（α-MSH）减少食物摄入，从而促进饱腹感。然而，近年来的研究发现，POMC神经元同时也是β-内啡肽的前体，能够通过μ-阿片受体（MOR）刺激食欲。所以阻断β-内啡肽-MOR信号传导能够显著减少机体对糖的摄入。因此，探索POMC神经元在饱腹状态下对糖类摄入的调控机制，对于干预过度进食和肥胖问题具有重要意义。

二、研究方法

本研究从神经生物学、药理学、行为学等多学科角度，采用光遗传-电生理技术、光纤光度法、行为学实验等手段，深入探究POMC神经元在饱腹状态下对糖类摄入的调控机制。首先，研究员通过荧光原位杂交（FISH）和免疫组化，分析了POMC神经元投射区域MOR的表达情况，发现丘脑室旁核（PVT）中MOR的表达最为显著；随后，利用光遗传-电生理技术，观察PVT神经元在外部刺激下的活动状态，验证MOR信号在POMC→PVT环路中的作用；接下来，建立了进食-甜食模式，分析小鼠在饱腹状态下对高糖饮食（HSD）的摄入量，并通过光纤光度法实时监测POMC→PVT环路的活动变化；然后研究员为了进一步研究该环路的功能，利用光遗传/化学遗传学方法抑制了POMC神经元的活动，并观察了其对糖摄入的影响。最后，通过功能性磁共振成像（fMRI）技术，探究了人类摄入糖类后PVT的活动变化，以探讨该机制在人类中的适用性。

三、研究结论

1.POMC神经元选择性抑制PVT脑区神经元

研究员分析了POMC神经元投射下游的MOR表达情况，发现PVT中MOR表达最高。他们首先采用了FISH和IHC技术，观察到POMC神经元末梢与PVT中的MOR紧密相邻。然后通过光遗传学-电生理学方法，发现光刺激POMC神经元末梢能抑制PVT神经元，这种抑制作用依赖于MOR激活（而非谷氨酸和γ-氨基丁酸（GABA）的释放），并且选择性MOR激动剂DAMGO能降低PVT神经元的放电频率。随后，研究员通过酶联免疫吸附测定（ELISA）发现POMC神经元末梢促进PVT中β-内啡肽分泌，刺激POMC神经元末梢能以频率依赖的方式在空间上局限性地增加了阿片传感器dLight的荧光。

图2：POMC神经元选择性抑制PVT脑区神经元

2.激活POMC→PVT环路促进糖摄入

接下来，研究员探究了POMC→PVT环路在调控摄食行为中的作用，特别是高糖食物的摄入。在禁食一夜后，让小鼠摄入90分钟普通饲料后，给予30分钟普通饲料或高糖饮食（HSD），观察发现HSD的摄入刺激了食欲（热量摄入是普通饲料的六倍以上）。研究员通过光纤光度法记录POMC→PVT环路的活性，发现在HSD摄入期间被强烈激活，表明POMC→PVT环路激活与高糖食物摄入密切相关。而通过光遗传学-电生理学方法抑制该环路，会导致HSD摄入量减少（但不影响普通饲料摄入）。

然后，研究员通过喂食糖溶液探究其对POMC→PVT环路的影响。缺水的小鼠在获得高糖溶液（20%蔗糖）后，POMC→PVT环路被激活。而且，只要一出现预测能喝到糖水的线索，这个末端活动也会大幅增加，并且明显超过对水线索的反应（即使是低浓度（0.7%）的蔗糖溶液，也能引起类似高浓度（20%）糖溶液的激活状态）。也就是说糖摄入对POMC神经元的激活有显著的增强作用。

图3：激活POMC→PVT环路促进糖摄入

3.POMC→PVT环路促进糖偏好的形成，驱动糖摄入，但不影响脂肪摄入

随后，研究员通过条件性味觉偏好测试，配合光遗传操作，来探究POMC→PVT环路对小鼠饮食偏好的影响。发现光刺激POMC→PVT神经元末梢与饲料配对后，小鼠对配对饲料表现出强烈偏好，并且这种偏好需要阿片信号传导（注射纳洛酮，阻断阿片信号，这种偏好就不会出现）。在热量过剩时，HSD的摄入引起POMC→PVT神经元末梢突触前活动显著增加，但要是抑制这条回路，小鼠对高糖食物的摄入量就会明显减少，但对高脂肪饮食（HFD）摄入无影响。虽然小鼠吃HFD时，POMC→PVT也会有活动增加的反应，但抑制这条回路，对小鼠吃HFD的量基本没有影响。也就是说，POMC→PVT回路对驱动糖摄入具有很强的特异性。

图4：POMC→PVT环路促进糖偏好的形成，驱动糖摄入，但不影响脂肪摄入

参考来源：

Minère M, Wilhelms H, Kuzmanovic B, et al. Thalamic opioids from POMC satiety neurons switch on sugar appetite. Science. 2025 Jan 2;387(6735):750-758. doi: 10.1126/science.adp1510. Epub 2025 Feb 13. PMID: 39946455.