综述:外侧鼻中隔作为进食行为的关键整合调节器:GLP-1/GLP-1R系统的作用

【字体: 时间:2025年11月26日 来源:Journal of Neurochemistry 4

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  LS通过整合代谢和奖赏信号调控摄食行为,GLP-1R在其中起关键作用,为肥胖治疗提供新靶点。

  
食物摄入调控的神经生物学机制与GLP-1系统在侧隔核中的作用研究进展

摘要部分指出,食欲调控是一个多因素参与的复杂过程,涉及中枢神经系统与外周信号的动态交互。研究主要聚焦于侧隔核(LS)在整合生理平衡与动机性进食机制中的关键作用,以及GLP-1受体系统在此过程中的调控机制。该研究通过整合近年的发现,揭示了侧隔核作为神经中转站如何协调稳态与享乐性进食的双重控制网络,并特别强调GLP-1系统在侧隔核中的新功能,为肥胖治疗提供了潜在靶点。

缩略语表中列出的专业术语需要特别关注:AgRP(瘦素相关蛋白)作为饥饿信号的核心分子,NPY(神经肽Y)与GLP-1共同参与能量感知,而LS(侧隔核)作为关键调控节点,与LH(外侧下丘脑)、PVH(视前室下核)等传统食欲调控中枢形成复杂联系。DPP-4(二肽肽酶4)作为GLP-1的天然降解酶,其抑制剂是GLP-1类药物研发的基础。

在引言部分,研究团队系统梳理了食欲调控的双通道模型:稳态控制(homeostatic)与享乐性控制(hedonic)。稳态机制通过监测能量储存状态,由下丘脑前外侧区(PVN)和外侧下丘脑(LH)主导;而享乐性机制则与多巴胺奖赏系统相关,通过伏隔核(NAc)调控进食动机。值得注意的是,传统认知中区分明确的两种调控模式,实际是共享神经网络的动态平衡,这种整合机制在侧隔核中尤为显著。

1. 稳态控制与享乐性控制的神经整合机制
稳态调控通过监测血糖、脂肪储备等生理指标,激活饥饿信号通路(AgRP/NPY)并抑制饱食信号(α-MSH/CRH)。下丘脑腹内侧核(VMH)作为抑制性中心,通过抑制LH的食欲促进神经元发挥调控作用。相反,LH的谷氨酸能神经元(如MCH神经元)在能量缺乏时被激活,刺激腹侧中脑(VTA)多巴胺神经元,形成动机-行为级联反应。

2. 侧隔核的神经整合功能
作为前额叶皮层与边缘系统的桥梁,侧隔核通过双向神经投射连接多个关键调控区域。其GABA能输出不仅抑制LH的食欲促进神经元,还影响腹侧被盖区(VTA)的动机信号传递。值得注意的是,侧隔核的谷氨酸能输入主要来自海马体(Hipp),而肽能信号(如MCH)则通过孤束核(NTS)投射系统参与调控。

3. GLP-1系统的中枢作用机制
肠促胰素系统中的GLP-1受体(GLP-1R)在侧隔核的表达密度显著高于其他脑区。研究发现:
- 胰岛素信号通过PVH-LS轴调控食欲,GLP-1R在侧隔核的激活可抑制HFD(高脂饮食)摄入
- 应激状态下,侧隔核GLP-1R神经元被激活,抑制LH神经元活性并调节HPA轴功能
- 侧隔核→LH的抑制性投射是GLP-1类药物(如利拉鲁肽)发挥中枢作用的关键路径

4. 临床转化研究进展
FDA批准的GLP-1受体激动剂(GLP-1RAs)已展现出显著减重效果,其作用机制包括:
- 中枢抑制食欲:通过激活侧隔核GLP-1R神经元,抑制LH的饥饿信号
- 延缓胃排空:通过迷走神经通路调节胃肠动力
- 改善胰岛素敏感性:双重作用机制
最新研究证实,侧隔核的GLP-1R神经元对药物响应具有时空特异性:晨间给药主要作用于食欲抑制通路,而晚间给药更侧重动机调控。这种节律性差异为个性化用药提供了新思路。

5. 前沿研究方向
当前研究聚焦三个关键问题:
- 侧隔核GLP-1R神经元亚群鉴定:特别是与食欲抑制相关的GABA能神经元群体
- 跨性别研究:女性在应激条件下的特殊反应模式提示性激素的调控作用
- 药物递送系统优化:纳米载体靶向递送至侧隔核的可行性研究
- 神经可塑性机制:长期用药后侧隔核GLP-1R神经元的功能适应

6. 临床转化挑战
现有GLP-1类药物存在恶心等胃肠道副作用,主要源于迷走神经激活。新型药物设计策略包括:
- 开发高选择性侧隔核靶向激动剂
- 增加血脑屏障穿透能力(如与白蛋白结合)
- 联合激活OXTR(催产素受体)减少副作用
- 基于脑机接口的精准调控

7. 未来突破点
多模态研究技术(如光遗传学+类器官芯片+人工智能预测)正在推动新的发现:
- 侧隔核GLP-1R神经元与边缘系统奖赏回路的动态耦合
- 长期用药导致的GLP-1R信号通路脱敏机制
- 代谢记忆(metabolic memory)对侧隔核神经可塑性的影响
- 基于GLP-1/OXTR双受体激动剂的协同效应研究

当前研究证实侧隔核通过GLP-1R介导的神经调控网络,实现了对能量摄入的精细调控。这种调控不仅独立于下丘脑传统通路,还与边缘系统动机网络形成动态平衡。随着类器官模型和脑机接口技术的发展,未来有望实现侧隔核GLP-1R神经群的高精度调控,为肥胖治疗开辟全新路径。值得注意的是,临床前研究显示,侧隔核靶向给药可将减重效果提升30%,同时显著降低胃肠道副作用,这为开发新一代GLP-1类药物提供了重要依据。
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