环境温度是影响生物体能量平衡的关键外部因素。长期以来,科学界已知寒冷环境会通过激活棕色脂肪组织产热来增加能量消耗,然而,温暖环境如何通过中枢神经系统调节摄食行为及代谢状态,其深层机制尚未完全明确。近期发表在《通讯-生物学》(Communications Biology)上的一项研究,深入探讨了下丘脑视前区(Preoptic Area, POA)在这一过程中的核心作用。
研究团队通过精密的神经环路示踪与光遗传学技术,聚焦于视前区(POA)的瘦素受体(LepR)神经元。实验数据表明,当环境温度升高时,这些神经元的活性显著增强。通过对小鼠模型进行光遗传学激活,研究人员观察到小鼠的摄食量出现明显下降,且机体基础代谢率发生适应性改变。这一发现证实了POA-LepR神经元在感知环境热信号并将其转化为摄食抑制信号的过程中扮演了“开关”角色。
进一步的分子机制分析显示,这些神经元不仅接收来自外周的瘦素信号,还能够整合环境温度信息。在温暖环境下,POA-LepR神经元的激活能够有效抑制下丘脑弓状核(ARC)中促摄食神经元的活性,从而形成一条“环境温度-视前区-弓状核”的代谢调控轴。该研究不仅揭示了环境温度诱导摄食适应的神经生物学基础,也为解释为何温暖环境可能对代谢健康产生积极影响提供了理论支撑。
这项研究通过详实的实验数据,展示了中枢神经系统如何通过精细的神经元亚群调节机体对环境变化的响应,对于理解肥胖症的流行病学特征及开发基于神经调控的代谢干预策略具有重要的科学意义。
Journal Reference: Li, J.J., et al. Obesogenic effects of warm temperature involve feeding adaptation by preoptic area leptin receptor neurons. Communications Biology (2024). DOI: 10.1038/s42003-024-06123-x