调控摄食反应的大脑中枢
2025年9月10日，哥伦比亚大学Charles S. Zuker团队在 Cell 上在线发表题为A brain center that controls consummatory responses（一个调控摄食反应的大脑中枢）的研究论文，本研究发现终纹床核（BNST）可整合多种外部感觉信号与内部状态信号，灵活调控摄食反应，为摄食行为的统一控制机制提供了新解释。
研究团队发现，BNST作为大脑中的关键枢纽，不仅能将甜味等感官信号转化为摄食动作，还能结合饥饿、缺钠等内部状态，实现对多种摄食行为（如摄食、摄盐）的精准调控。通过调控BNST活性，研究团队实现了对体重的双向控制，为肥胖及恶病质等代谢异常疾病的干预提供了新靶点。
本文强调
【1】杏仁核中特定神经元编码对甜味刺激的吸引力，是介导甜味偏好的核心细胞群。
【2】甜味信号在终纹床核（BNST）中被转化为具体摄食反应，BNST是感官信号向摄食动作转化的关键脑区。
【3】BNST是连接感官信号与内部状态信号的核心枢纽，可整合外界刺激与机体需求（如饥饿、缺钠），统一调控摄食行为。
【4】BNST是双向控制体重的潜在靶点，激活或抑制BNST可分别促进或抑制摄食，为体重异常相关疾病提供干预方向。
介绍
味觉系统是调控摄食行为的首要 “门户”。味觉刺激首先由舌和腭上皮的专用味觉受体细胞（TRC）识别，激活的 TRC 通过五级突触传递信号至味觉皮层。研究团队此前已鉴定出介导甜、苦、鲜、咸、酸五种基本味觉的TRC，发现每种味觉均由表达特定受体的TRC介导。
蔗糖最早于约1万年前在新几内亚被提取，11世纪作为 “结晶蜂蜜粉” 传入欧洲，如今美国人年均蔗糖摄入量超120磅。尽管感官生物学研究已取得显著进展，但大脑如何将甜味信号转化为摄食行为的机制仍不明确。
味觉系统通过 “标记线路”硬连接触发先天行为（如偏爱甜味、厌恶苦味），且该过程不依赖学习或经验，但同时会受机体内部状态与营养需求的显著调控。例如，饥饿时动物对甜味的偏好会大幅增强，正常情况下厌恶的高浓度盐在缺钠时会变得具有吸引力。此外，GLP1R激动剂等减肥药物也会通过改变内部状态（如增强饱腹感）影响摄食行为。
目前已有大量研究聚焦于调控饥饿与进食的脑回路，提出了包括AGRP神经元、POMC神经元在内的复杂网络模型，但进食仅是摄食行为的一种，饥饿也仅是促进摄食的一种内部状态。研究团队推测，大脑中可能存在一个通用的 “摄食调控旋钮”，可跨刺激类型调控摄食行为，并为摄食反应与机体需求的匹配提供共同神经基础。
本研究中，研究团队将终纹床核（BNST）鉴定为调控摄食反应的关键脑区，明确其在整合内部状态与感官信号中的作用，并证实其对摄食行为的统一调控功能。
结果
1.研究人员通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）鉴定杏仁核中央核（CEA）中响应甜味的神经元，结合光纤 photometry 与光遗传学调控，明确其功能。
发现：
（1）CEA 中前强啡肽（Pdyn）阳性神经元是特异性响应甜味的细胞群，90%以上的甜味激活神经元共表达 Pdyn；
（2）光遗传学激活Pdyn神经元可使小鼠将水视为吸引性刺激，主动舔舐触发激光刺激；
（3）抑制Pdyn神经元可完全消除小鼠对甜味（天然糖或人工甜味剂）的偏好，但不影响对脂肪的偏好。证明杏仁核Pdyn神经元是编码甜味吸引力的核心细胞群。
2.研究人员通过顺行示踪、光遗传学调控BNST投射及抑制BNST活性，验证CEA-Pdyn神经元 - BNST通路的功能。
发现：
（1）CEA-Pdyn神经元密集投射至BNST，少量投射至黑质等脑区；
（2）光遗传学激活CEA-Pdyn神经元向BNST的投射，可显著促进小鼠对水的摄食（类似甜味刺激的效果），且该效应依赖实际摄食（干舔触发刺激无此效果）；
（3）抑制BNST中γ- 氨基丁酸（GABA）能神经元，可完全阻断甜味诱导的摄食反应。证明BNST是CEA-Pdyn神经元介导甜味摄食的关键下游脑区。
3.研究人员通过行为学实验、光纤 photometry 检测，分析饥饿状态对 BNST 响应甜味的影响。
发现：
（1）饥饿使小鼠对甜味的摄食量增加2.5倍，且该效应依赖正常味觉通路（TRPM5 敲除小鼠无此变化）；
（2）饥饿状态下，激活CEA-Pdyn神经元向BNST的投射，可使小鼠对水的摄食增加至与摄食甜味相当的水平；
（3）饥饿不影响CEA-Pdyn神经元对甜味的响应，但使BNST中响应甜味的神经元活性增强100%，且该增强在复食后消失。证明饥饿通过调控BNST而非杏仁核，增强甜味诱导的摄食反应。
4.研究人员通过单突触逆行示踪、光遗传学共激活、缺钠模型，解析 BNST 整合内部状态与感官信号的机制。
发现：
（1）BNST同时接收杏仁核 Pdyn神经元（甜味信号）与下丘脑弓状核AGRP神经元（饥饿信号）的投射；
（2）激活AGRP神经元向BNST的投射，可模拟饥饿效应，增强BNST对甜味的响应及小鼠对甜味的摄食；
（3）缺钠状态下，BNST对咸味的响应增强300%，且小鼠对高浓度盐的摄食显著增加，而对甜味的响应无变化。证明BNST通过汇聚不同来源的信号（甜味、饥饿、缺钠），实现对特定摄食行为的精准调控。
5.研究人员通过微型内窥镜钙成像，在单细胞水平解析BNST神经元对刺激类型与内部状态的编码。
发现：
（1）饥饿状态下，BNST中响应甜味的神经元数量增加40%，且新增神经元仅在饥饿时响应甜味；
（2）缺钠状态下，响应咸味的神经元数量翻倍，且该变化具有刺激特异性；
（3）266 个 BNST神经元的集群活动可清晰区分 6 种 “刺激 - 内部状态” 组合（如饱腹+甜味、饥饿+甜味、缺钠+咸味），神经解码器对这些组合的预测准确率达80%；
（4）主成分分析显示，不同 “刺激 - 状态” 组合的神经元活动可形成独立聚类。证明BNST神经元的集群活动可同时编码刺激类型与机体内部状态。
6.研究人员通过光遗传学激活 / 抑制 BNST，结合多种摄食刺激（甜味、咸味、水、苦味、食物），验证 BNST 对摄食行为的统一调控作用。
发现：
（1）激活 BNST可诱导广谱摄食，包括对苦味物质、聚苯乙烯颗粒的 “假性摄食”，且摄食量显著增加；
（2）抑制BNST可显著减少所有测试刺激的摄食，无论机体处于饥饿还是缺钠状态；
（3）神经解码器基于 BNST 神经元活动，可在刺激呈现 1 秒内准确判断 “刺激类型 - 内部状态” 组合；
（4）激活 BNST可促进饱腹小鼠摄食，抑制 BNST 则减少饥饿小鼠摄食。证明BNST 是调控所有摄食行为的通用脑区，而非仅针对单一摄食类型。
7.研究人员通过化学遗传学调控BNST，在恶病质模型（顺铂处理）与饮食诱导肥胖（DIO）模型中，验证BNST对体重的控制作用。
发现：
（1）在顺铂诱导的恶病质小鼠中，激活BNST可显著缓解体重下降，4周内体重维持率较对照组提高30%；
（2）在 DIO小鼠中，抑制BNST可实现8%的体重下降，效果接近GLP1R激动剂（司美格鲁肽）；
（3）司美格鲁肽可诱导 BNST 中 PKCδ 阳性神经元的Fos表达，提示BNST是GLP1R 激动剂减重效应的潜在作用靶点；
（4）停止调控后，体重变化效应消失，证明BNST对体重的控制具有可逆性。证明BNST是双向控制体重的关键靶点，可同时用于恶病质与肥胖的干预。
综上所述，研究团队证实，终纹床核（BNST）是大脑中调控摄食行为的核心枢纽，其核心功能在于整合感官信号与内部状态，实现对摄食行为的统一控制。具体而言，BNST可将杏仁核传递的甜味信号转化为摄食动作，同时结合下丘脑的饥饿信号、缺钠信号等，灵活调整摄食强度与类型；通过激活或抑制BNST，可分别促进或抑制摄食，实现对体重的双向控制。
该发现不仅揭示了大脑调控摄食的通用机制，还为肥胖、恶病质等体重异常疾病提供了新的干预靶点，尤其为GLP1R激动剂的作用机制补充了新解释，具有重要的基础研究与临床转化价值。