学科前沿 | 清华大学生命学院张伟课题组发现机械力调节进食新机制

2020年9月9日，清华大学生命学院、清华IDG/麦戈文脑科学研究院张伟研究员课题组在《神经元》（Neuron）杂志上在线发表题为“内脏机械感受神经元通过Piezo控制进食”（ Visceral Mechano-sensing Neurons Control Drosophila Feeding by Using Piezo as a Sensor）的研究论文，报道了关于机械感受产生饱腹感的神经机制的最新研究结果。

进食是一种非常复杂而又受到精细调控的行为。消化道时刻处于动态调节过程，人体可以“感受”到消化道不同部位的机械信息，并对这些信息做出及时的反应。例如，当进食到一定阶段时，最先感受到由机械敏感神经元带来的饱胀感；而长时间未进食时，由于肠胃排空所激发的机械信息会带来迅速的饥饿感。然而，这些感受背后的神经机制尚不清楚。该研究发现，机械敏感离子通道基因piezo的突变（piezoKO）会显著影响果蝇的进食行为。与野生型相比，piezoKO果蝇会过量进食或者饮水，部分果蝇甚至会一直进食至嗉囊（功能与哺乳动物的胃相似）被胀破。作者进一步鉴定出大脑中一群表达piezo的神经元，它们在果蝇嗉囊壁上形成丰富的树突结构，可以被嗉囊的胀大引起的张力激活，从而在进食过程中实时检测嗉囊的体积变化；失活这些神经元会导致进度进食，而激活它们可以抑制进食。作者还发现，小鼠的Piezo1蛋白可以挽救果蝇piezo基因缺失导致的过量进食表型，提示机械力调节进食这一功能在进化上可能是保守的。

图1：研究总结示意图

清华大学生命学院2016级博士生王萍萍为本文第一作者，生命学院2016级本科生（现为生命学院直博生）贾寅君为本工作做出了重要贡献。张伟研究员和加州大学旧金山分校的Yuh-Nung Jan教授为本文共同通讯作者。该研究工作得到国家自然基金委、北京市科委、清华大学自主科研基金和清华-IDG/麦戈文脑科学研究院“Brain+X”种子基金的资助。张伟课题组受到清华-北大生命科学联合中心和清华大学IDG/麦戈文脑科学研究院的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.08.017

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