脑功能基因组学教育部重点实验室
Key Laboratory of Brain Functional Genomics, Ministry of Education

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基于营养效价的条件性味觉偏好记忆再巩固过程需要CeA的mTOR信号通路

李斐课题组

发布日期: 2020-09-30  浏览次数: 10  作者:
  摄食行为是由机体代谢需求和食物适口性等多个方面所调控的,对高热量食品享乐价值的有意识感知可通过奖励的增强作用指导饮食选择,而食物奖励的强化效应容易导致暴饮暴食进而引发肥胖。食物除了味觉也可通过摄食后营养物质代谢产生的肠道信号调控食物选择。中枢神经系统中多个脑区协同作用参与摄食行为调控,如我们熟知的下丘脑弓状核的AgRP和POMC神经元、岛叶、杏仁核PKC-δ神经元等通过对食物能量和味觉的感知、促进或抑制食欲信号及机体代谢平衡的需求参与对摄食的调控。在此类记忆形成之后,能否通过记忆的动态调控从而影响食物选择及其机制还有待深入探究。
  在经典的巴甫洛夫条件性记忆中,获得的记忆在提取后,会经历一个不稳定的过程,在这个阶段通常需要蛋白质的合成来实现对记忆的巩固,而对记忆再巩固的过程进行调控可以影响原始记忆。mTORC1广泛参与到免疫、细胞增殖分化等生命过程中,其对于蛋白合成的重要调控作用提示可能是再巩固干预记忆潜在的分子靶点。本研究综合运用小鼠行为学、免疫荧光染色的方法发现,小鼠通过以不同口味但不含能量的食物作为条件性刺激(CS),经由口腔摄入,配对含能量物质经胃管摄入作为非条件性刺激(US)进行训练。小鼠获得的摄食后基于营养效价的记忆经提取后能够激活NAcC、NAcSh、LSI、BLA和CeA脑区。进一步免疫印迹分析发现记忆提取会激活CeA的mTOR信号通路且定点注射mTORC1抑制剂雷帕霉素可以有效抑制mTOR下游信号激活。

 

  通过药理学与行为学结合的方法进行分析,发现记忆再巩固阶段脑区定点给药及腹腔系统给药都能够抹除小鼠的条件性味觉偏好,达到干预摄食后营养效价记忆的作用,并且不容易在暴露于非条件性刺激的情况时被重建。进一步通过免疫印迹实验验证了基于营养效价的条件性味觉偏好记忆再巩固会促使谷氨酸受体各亚基,包括GluN1、GluN2A、GluN2B、GluA1 和GluA2表达的升高,并且再巩固阶段雷帕霉素干预会抑制这些亚基的蛋白合成。

 

  通过以上实验揭示了中央杏仁核mTOR信号通路参与到摄食后基于营养效价的条件性味觉偏好记忆再巩固过程中,并且记忆再巩固阶段药理学干预可以调控这种偏好防止非条件性刺激暴露后的重建,结果也提示抑制mTORC1可能通过降低再巩固阶段谷氨酸受体亚基的表达发挥作用。深入探究进食相关记忆调控的神经机制有望为改善摄食行为,治疗暴食性进食障碍提供新的策略,这一成果被Molecular Psychiatry杂志接受发表。(Mol Psychiatry 2020, Sep 1 10.1038/s41380-020-00874-5. )


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