“到點吃(chī)飯”跟“餓了再吃(chī)”到底哪種行(xíng)為(wèi)更健康一直是一個(gè)備受争議的話(huà)題。但(dàn)其實這在我們前期的推送中其實已經給出過類似的答(dá)案:每天晚上(shàng)9點前吃(chī)飯,綜合癌症風險能降低(dī)25%,而餐後間(jiān)隔2小(xiǎo)時(shí)再睡覺,患乳腺癌和(hé)前列腺癌的風險能降低(dī)20%。可(kě)見進餐時(shí)間(jiān)對我們的健康是至關重要的。但(dàn)是一個(gè)多(duō)世紀以來(lái),大(dà)腦(nǎo)如何預知進餐時(shí)間(jiān)一直是科學家(jiā)們的一個(gè)謎。
最近,由生(shēng)物學副教授Ali Deniz Güler團隊對這一關鍵點有(yǒu)了實質性的結論,這一成果發表在Science Advances題為(wèi)Leptin receptor neurons in the dorsomedial hypothalamus input to the circadian feeding network。該研究發現一組神經元——獨立的下丘腦(nǎo)背內(nèi)側核的瘦素受體(tǐ)神經元(DMHLepR),這組特定神經元會(huì)向神經元晝夜節律鍾通(tōng)報食物供應的時(shí)間(jiān),而晝夜節律鍾則為(wèi)身體(tǐ)進食做(zuò)好準備,從而預測進餐時(shí)間(jiān)。
該研究是通(tōng)過控制(zhì)進餐時(shí)間(jiān)和(hé)熱量的限制(zhì)喂養模式來(lái)快速誘導小(xiǎo)鼠的食物牽引,重點研究了參與調節攝食、運動活動、睡眠-覺醒周期和(hé)激素節律的下丘腦(nǎo)視(shì)交叉神經上(shàng)核(SCN)和(hé)背內(nèi)側下丘腦(nǎo)(DMH)。通(tōng)過單核RNA測序(snRNA-seq),識别SCN和(hé)DMH中與晝夜節律變化有(yǒu)關的神經元群體(tǐ)。
研究發現,在不同喂養條件下(按程序進食與随意進食,按程序進食與禁食;随意進食與禁食),SCN神經元基因的表達都沒有(yǒu)明(míng)顯變化,但(dàn)是按程序進食會(huì)影(yǐng)響DMH晝夜節律的基因。因此,研究者進一步找到了DMH神經元變化最顯著的基因,并且深入研究了DMHLepR神經元。結果發現,DMHLepR神經元在食物牽引中發揮着重要作(zuò)用!而瘦素作(zuò)為(wèi)Lepr的配體(tǐ),在食物牽引中的重要性也不言而喻。
瘦素(Leptin)是一種由脂肪組織分泌的激素,可(kě)以通(tōng)過負反饋機制(zhì)來(lái)調控生(shēng)物體(tǐ)的能量平衡以及體(tǐ)重。為(wèi)測試瘦素對食物牽引的影(yǐng)響,通(tōng)過在程序進食前3.5小(xiǎo)時(shí)注射瘦素,來(lái)測試從食物消耗中分離瘦素的時(shí)間(jiān)是否能夠破壞FAA。同時(shí)記錄DMHLepR神經元中的細胞內(nèi)鈣水(shuǐ)平(作(zuò)為(wèi)神經活動的指标)。
結果表明(míng),在注射生(shēng)理(lǐ)鹽水(shuǐ)的對照組動物中,FAA期間(jiān)鈣信号增加。而瘦素組的鈣信号沒有(yǒu)升高(gāo)。表明(míng)DMHLepR神經元對程序進食時(shí)間(jiān)的适應有(yǒu)助于食物牽引行(xíng)為(wèi)的發展。同時(shí)為(wèi)了測試瘦素在多(duō)大(dà)程度上(shàng)能夠抑制(zhì)FAA,進一步設計(jì)了交叉研究,即前5天給予生(shēng)理(lǐ)鹽水(shuǐ)或瘦素,并在第6天切換。結果顯示,瘦素注射顯著抑制(zhì)了FAA的發展,表明(míng)FAA前的瘦素不僅掩蓋了食物牽引,還(hái)損害了食物計(jì)時(shí)機制(zhì)的建立。
為(wèi)進一步驗證,将DMHLepR基因沉默,結果發現FAA受損。這表明(míng)DMHLepR神經元表達對于程序進食的适當行(xíng)為(wèi)誘導至關重要。同時(shí)刺激DMHLepR激活同樣也表現出對FAA的抑制(zhì)。突顯了DMHLepR神經元在進食預期中的獨特作(zuò)用,它們精确的定時(shí)活動是FAA發展所必需的。
接下來(lái),研究了在能量充足的條件下,DMHLepR神經元的急性激活對一般晝夜行(xíng)為(wèi)的影(yǐng)響。在12小(xiǎo)時(shí)光照和(hé)12小(xiǎo)時(shí)黑(hēi)暗交替的環境下随意飼養,同時(shí)激活DMHLepR神經元。結果觀察到,夜間(jiān)運動活動出現了下降,一旦在10天後停止注射,白天的活動立即恢複到正常水(shuǐ)平,夜間(jiān)活動需要幾天的時(shí)間(jiān)才完全恢複正常。表明(míng)DMHLepR神經元的激活可(kě)以時(shí)間(jiān)依賴的方式劃分和(hé)攜帶晝夜運動活動,并且DMHLepR神經元是連接食物攜帶時(shí)鍾和(hé)光攜帶時(shí)鍾的整合樞紐。
最後,對DMHLepR神經元與SCN的聯系也做(zuò)了進一步的探究,數(shù)據顯示存在瘦素→DMHLepR→SCN軸,該軸将代謝狀态與中央晝夜節律系統聯系起來(lái)。這些(xiē)結果表明(míng)刺激DMHLepR神經元足以使SCN晝夜時(shí)鍾偏移,同時(shí)改變晝夜活動的結構,定義了一種通(tōng)過DMH中的瘦素信号将進餐時(shí)間(jiān)信息與生(shēng)物鍾相結合的機制(zhì)。
總的來(lái)說,該研究證明(míng)了瘦素産生(shēng)時(shí)間(jiān)的重要性,也就是進食時(shí)間(jiān)的重要性。大(dà)量證據表明(míng),從新陳代謝疾病、癌症到老年癡呆症等威脅生(shēng)命疾病的出現,都與生(shēng)物鍾被打亂有(yǒu)着明(míng)顯的聯系。這将使我們能夠制(zhì)定更好的策略,防止晝夜節律失調導緻破壞性疾病。人(rén)體(tǐ)生(shēng)物鍾可(kě)以計(jì)時(shí),但(dàn)需要與作(zuò)息時(shí)間(jiān)同步。在一緻的時(shí)間(jiān)睡覺和(hé)起床,保持良好的膳食安排,這些(xiē)都是保持良好生(shēng)活習慣的方法。