Cell Metabolism: 微生物区系-肠道-脑轴驱动暴食障碍

导读

暴饮暴食障碍(OD)通常源于节食史和压力，在当代社会仍然是一个普遍存在的问题，其病理机制在很大程度上尚未解决。在这里，我们表明，肠道微生物区系的变化是导致OD小鼠和神经性暴食症(BN)患者摄入过多美味食物的原因。压力与节食史相结合会导致微生物区系和肠道新陈代谢发生显著变化，从而抑制肠道中的迷走神经末梢，从而导致随后通过迷走神经、孤束核和丘脑室旁核的肠脑轴过度活跃。移植益生菌普鲁斯尼茨杆菌或补充关键代谢物可以恢复肠道到大脑途径的活性，从而缓解OD症状。因此，我们的研究描绘了微生物-肠道-脑轴如何调节能量平衡，揭示了OD的潜在发病机制，并提供了潜在的治疗策略。

论文ID

题目：Microbiota-gut-brain axis drives overeating disorders

译名：微生物区系-肠道-脑轴驱动暴食障碍

期刊：Cell Metab

IF：29

发表时间：2023.9.27

通讯作者单位: 中国科技大学

DOI号：https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.09.005

主要内容

患有暴饮暴食障碍(OD)的患者通常会出现对美味食物的渴望。减少对暴饮暴食的控制通常会导致人们过度偏爱高能量和美味的食物，同时在短时间内过度消耗食物，这可能会严重影响身心健康。饮食和压力是ODS发生发展中最重要的两个因素。在经过训练的动物身上也发现了类似的应激引起的暴食行为和节食史。暴食行为动物模型的发展受到了巴特·霍贝尔的职业生涯的影响，他专注于进食、强化以及调节这些过程的神经机制。啮齿动物模型被广泛用于提高对ODS的理解，其表现与DSM-IV中关于暴食行为的描述一致。动物间歇性地比平时摄入更多的食物，并对美味有强烈的偏好，应激触发这种享乐性的进食行为，而不是饥饿。

OD小鼠模型的建立及其与肠道微生物的关系

在这项研究中，我们提供了一个基本的机制解释的暴饮暴食行为的ODS，由链开始肠道微生物区系。我们观察到，ABX治疗的小鼠也表现出ODS的症状，这与最近发表的一项研究结果一致。尽管ABX的实验已经证明了微生物区系在调节饮食平衡方面的深远意义，但重要的是要注意到，完全的微生物枯竭代表着一种相对极端的方法。彻底根除很大一部分肠道微生物区系可能会导致所有肠道细胞发生深刻变化，并可能引发急性应激反应。此外，ABX对饮食习惯的影响可能不仅仅取决于肠道微生物区系，因为ABX还可能对其他微生物群落产生影响，如口腔和肺部微生物区系。相反，根据我们的测序结果，压力下的节食史只具体影响某些微生物物种，例如，某些益生菌的减少和病原菌的增加，而不影响所有类型的微生物区系。因此，我们坚信，将节食史与压力模型相结合，可以提供更真实的情景，更好地模拟现实生活中的情况。

ODS相关候选脑核团的筛选

我们对神经回路的深入分析揭示了ODS神经功能障碍的机制，包括NTS和PVT等大脑区域的过度活动，导致病理性饮食习惯。与我们的发现一致，迷走神经-NTS通路的促食欲作用已在先前的研究中得到证实。PVT是一个与奖励和动机相关的核团，也被认为与能量摄入有关，但PVT调节食物平衡的方式仍然存在争议。在不同的工作中，对PVT进行操作后对食物消耗的不同影响已有报道。这些差异可能是由于PVT内神经元的功能异质性所致，这些具有不同功能的神经元可能因基因或位置而异。因此，利用单细胞测序和空间转录技术对迷走神经-NTS-PVT通路的PVT神经元进行精确鉴定，将有助于更深入地了解ODS的神经机制。

我们的结果创新性地表明，腔KYNA对肠道迷走神经传入介导的暴饮暴食行为的调节至关重要。中枢神经系统中高浓度的KYNA被越来越多地认为与睡眠障碍和双相情感障碍(BD)等精神疾病有关。但由于血脑屏障的不通透性，外周KYNA不与大脑中的NMDAR结合，但可能作用于肠道中的周围神经，如迷走神经末梢。外周KYNA还通过激活GPR来促进能量代谢。先前的研究表明，阿尔茨海默病患者血液中KYNA水平显著降低，这表明外周KYNA水平低与认知障碍有关。在与BD相关的研究中，患有抑郁症状的患者显示出血浆KYNA浓度下降的趋势。由于BD患者与饮食失调的共病比率很高，KYNA补充剂可能成为这两种疾病患者的潜在治疗方法。

鲁米娜KYNA在ODS中的作用

总结

一个有趣的进化问题是，为什么会进化出饮食平衡的影响。甜食或油腻食物能增加能量，但也被发现对健康有重大影响，尤其是对生殖。因此，正确的饮食选择对保持健康至关重要。当食物相对充足时，动物的大脑可能会选择均衡的饮食，当食物稀缺和压力增加时，动物的大脑可能会选择高能量的食物。这可能是物种更灵活地应对自然选择压力的一种方式。因此，我们的肠道-脑轴似乎是一种自我适应的调节器，可以感知环境的变化，并精确地控制我们对食物类型的欲望。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.09.005

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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