Neuron：青春期飲食非常重要！研究發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵神經(jīng)環(huán)路調(diào)控青春期發(fā)育，與飲食息息相關(guān)

原標(biāo)題：Neuron：青春期飲食非常重要！研究發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵神經(jīng)環(huán)路調(diào)控青春期發(fā)育，與飲食息息相關(guān)
文章來源：人工智能學(xué)家
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青春期啟動的神經(jīng)機(jī)制：飲食與下丘腦神經(jīng)回路的交互作用

青春期是人體發(fā)育的關(guān)鍵階段，其啟動機(jī)制復(fù)雜且受到多種因素影響，其中營養(yǎng)狀況至關(guān)重要。本文總結(jié)了日本理化學(xué)研究所Goto和Miyamichi課題組近期發(fā)表在Neuron上的研究成果，揭示了飲食可獲取性通過下丘腦神經(jīng)回路對青春期啟動的急性影響。

1. Kisspeptin神經(jīng)元同步活動與青春期啟動

研究人員利用鈣成像技術(shù)，監(jiān)測了雌性小鼠弓狀核(ARC)中Kiss1-Cre; Ai162雙雜合小鼠的kisspeptin神經(jīng)元(ARCkiss)活動。結(jié)果顯示，在開口(青春期開始的標(biāo)志)之前，ARCkiss神經(jīng)元已出現(xiàn)同步活動(SEskiss)，且SEskiss的數(shù)量隨年齡增長而增加，在PND33達(dá)到平臺期，表明SEskiss的出現(xiàn)與青春期啟動相關(guān)。

2. 不同喂養(yǎng)條件對SEskiss的影響

研究設(shè)置了四種喂養(yǎng)條件：進(jìn)食(AL)、食物限制(FR)、食物限制加瘦素補(bǔ)充(FR+leptin)以及食物限制后恢復(fù)進(jìn)食(FR/AL)。結(jié)果顯示，F(xiàn)R抑制了小鼠性成熟，導(dǎo)致開口延遲或缺失，首次消失；而恢復(fù)食物供應(yīng)能快速逆轉(zhuǎn)這種抑制，部分于瘦素信號。具體而言，F(xiàn)R降低了SEskiss頻率，而FR/AL組恢復(fù)進(jìn)食后，SEskiss頻率顯著增加，恢復(fù)正常波形。

3. ARCAgrp神經(jīng)元與ARCkiss神經(jīng)元之間的相互作用

研究發(fā)現(xiàn)，ARCAgrp神經(jīng)元活動降低先于ARCkiss神經(jīng)元同步活動，暗示ARCAgrp神經(jīng)元可能參與調(diào)控ARCkiss活動。食物供應(yīng)后，ARCAgrp神經(jīng)元鈣信號立即降低，隨后在黑暗期出現(xiàn)波動。在FR期間，ARCkiss數(shù)量較低，去除FR后增加。

4. ARCAgrp神經(jīng)元的負(fù)向調(diào)控作用

病毒-遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，化學(xué)遺傳學(xué)激活A(yù)RCAgrp神經(jīng)元會抑制ARCkiss頻率，證實(shí)ARCAgrp神經(jīng)元對ARCkiss具有負(fù)向調(diào)節(jié)作用。這種作用存在晝夜節(jié)律依賴性，在黑暗期更為顯著。

5. ARCAgrp神經(jīng)元作為青春期啟動的“守門人”

綜上所述，該研究提出了一種新的青春期啟動模型：在食物充足時，ARCAgrp神經(jīng)元活性受到抑制，ARCkiss神經(jīng)元同步活動頻率增加，推動青春期進(jìn)程；而在食物短缺或營養(yǎng)不良時，ARCAgrp神經(jīng)元被激活，抑制ARCkiss神經(jīng)元同步活動，延緩青春期啟動，起到“守門人”的作用，防止在能量不足時進(jìn)行可能有害的性成熟過程。

該研究深入揭示了飲食可獲取性通過下丘腦神經(jīng)回路調(diào)控青春期啟動的機(jī)制，為理解青春期發(fā)育提供了新的視角，也為相關(guān)疾病的治療提供了潛在的靶點(diǎn)。

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