食物成瘾的神经开关：多巴胺D2受体如何调控胰岛素信号？

酷炫脑科普内容创作者

2026-11-10 16:33

上海

Via：Pixabay

作者 | Karina Petrova

翻译 | Elowen

审校 | 酷炫脑

编辑 | 加薪

新研究揭示了多巴胺和胰岛素（insulin）的受体如何在特定脑区协同作用，以调节强迫性进食习惯。

一项针对小鼠的新研究揭示了多巴胺和胰岛素（insulin）的受体如何在特定脑区协同作用，以调节强迫性进食习惯。这项发表在《分子精神病学》上的研究，凸显了一种阻止动物过量摄入含糖和高脂食物的细胞机制。这些发现为某些进食障碍和代谢疾病为何经常同时出现提供了一种生物学解释。

强迫性进食（compulsive eating）涉及不顾负面健康后果、强烈驱动自己去消费高度适口食物（highly palatable foods）的行为。这种行为与物质成瘾（substance addiction）具有共同的行为特征。反复过量摄入高脂高糖食物可导致肥胖和糖尿病等代谢疾病。

以往研究将食物渴求和代谢紊乱都与大脑的奖赏通路联系起来。多巴胺是一种帮助大脑评估奖赏和动机的化学信使。这种化学物质的一个特定对接位点——多巴胺D2受体——影响冲动性和食物成瘾。

代谢健康的另一个关键成分是胰岛素——一种调节血糖的激素。大脑中也含有胰岛素受体（insulin receptors），帮助管理进食行为。这两种受体在食物消费过程中的精确关系在很大程度上仍未得到探索。

这项研究由高丽大学的金福英和白慈贤领导，并与来自韩国多个机构的科学家团队合作。研究人员聚焦于中央杏仁核（central amygdala）——一个处理情绪、动机和环境线索的深层脑结构。他们注意到，多巴胺D2受体和胰岛素受体常常位于该区域的完全相同细胞上。

研究人员首先观察完全缺乏D2受体如何影响进食行为。他们使用了一小批基因工程改造、完全缺少这些受体的小鼠，与未改造小鼠进行比较。两组小鼠都被训练按压杠杆以获得含糖食物颗粒。

一旦动物学会这项任务，研究人员就在食物奖励的同时引入轻度足部电击。未改造的小鼠停止按压杠杆以避免惩罚。缺乏D2受体的小鼠则不顾电击继续按压活动杠杆，表现出对甜食的强迫性驱力。

Via：《蜡笔小新》

为检验这一效应是否特定于中央杏仁核，团队进行了第二项实验。他们使用靶向病毒注射，只移除正常小鼠中央杏仁核中的D2受体。当这些小鼠面临足部电击测试时，它们同样表现出对含糖颗粒更强的杠杆按压。

接下来，团队考察了这些特定细胞上多巴胺与胰岛素受体之间的关系。他们发现，中央杏仁核中含D2受体的神经元约有60%也携带胰岛素受体。当研究人员移除D2受体后，该脑区胰岛素受体的表达量下降了一半以上。

科学家随后向小鼠的中央杏仁核灌注胰岛素或一种模拟多巴胺的药物。在未改造的小鼠中，这两种化学物质都会触发一种名为磷酸化（phosphorylation）的过程——一种激活胰岛素受体的化学修饰。在缺乏D2受体的小鼠中，这两种化学物质都无法激活胰岛素受体。

这表明多巴胺受体主动控制着胰岛素受体的功能。研究人员将这种联系追溯到一种正常情况下抑制胰岛素信号传导的特定蛋白质。激活D2受体会抑制这种抑制性蛋白，使胰岛素受体得以更自由地发挥功能。

为检验胰岛素受体本身是否影响进食，研究人员改造了一组小鼠，使其只在中央杏仁核含D2受体的神经元上缺失胰岛素受体。这些小鼠接受了带足部电击的杠杆按压任务。与多巴胺受体突变小鼠类似，这些小鼠无视惩罚，继续寻求甜食。

研究人员还使用离体脑组织考察了这些脑细胞的电学特性。他们在受控的实验室环境中记录了中央杏仁核神经元的电活动。单独施加模拟多巴胺的药物，并不会改变细胞基线的电兴奋性。

然而，当研究人员将细胞浸泡在胰岛素和模拟多巴胺药物的混合物中时，神经元变得高度电活跃。这表明两种受体协同工作。组合化学信号极大地提高了这些特定脑细胞的放电能力。

团队随后在活体动物中监测了这些特定脑细胞的实时活动。他们使用纤维光度法——一种利用微型光纤测量活跃神经元钙信号的技术。研究人员记录了小鼠进食标准饲料和高脂高糖饮食时的脑活动。

当小鼠进食高度适口的食物时，含D2受体的中央杏仁核神经元活动大幅下降，而标准饲料不产生变化。神经元活动较低的小鼠摄入了更多数量的丰富食物。当研究人员注射药物激活这些受体时，神经元活动趋于稳定，小鼠对甜食和高脂食物的摄入量也随之减少。

为直接操控这一回路，研究人员使用了光遗传学（optogenetics）技术。这种方法允许科学家通过定向光脉冲开启或关闭特定脑细胞。在一小批小鼠中，他们用光沉默了中央杏仁核中含D2受体的神经元。

沉默这些细胞导致小鼠摄入多得多的含糖高脂食物。相反，用光人为激活这些细胞则减少了动物的食物摄入量。

然而，这种抑制存在一个生物学“陷阱”。当研究人员用化学抑制剂阻断胰岛素受体时，光诱导的含D2受体神经元激活不再能阻止小鼠过度进食。这些神经元需要功能正常的胰岛素受体，才能为强迫性食物消费踩下“刹车”。

最后，科学家在长时间接触丰富饮食期间测量了中央杏仁核中的多巴胺释放。该区域多巴胺受体减少的小鼠在持续获得食物时表现出迟钝的多巴胺释放。在另一个每天仅有一小时接触丰富食物的小鼠组中，D2受体减少的小鼠在这一小时里摄入了约64%的每日热量——这是一种类似暴食（binge-like）的进食模式。

这些实验在小鼠身上进行，而动物进食模型无法完美复刻人类的进食障碍或食物成瘾。研究人员使用带足部电击的杠杆按压任务来模拟强迫性（compulsivity），它衡量的是习惯在身体惩罚下仍持续存在的能力。这仅代表人类强迫性行为的一个侧面，后者还涉及复杂的情绪和心理诱因。未来的研究需要探究这种细胞机制在更长寿命中如何适应。研究人员还希望探索这些细胞在长期接触致肥胖饮食后如何变化。理解这种受体伙伴关系，最终可能为同时靶向多巴胺和胰岛素通路、同时治疗代谢疾病和进食障碍的新医学疗法提供指导。

Via：《拽妹黛薇儿》

参考文献（点击滑动查看）

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