為何你總"管不住嘴"?是"它"罷工了

2025-06-27 | 來源: 生物探索 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

“管住嘴，邁開腿”，這句減肥箴言聽起來簡單，卻讓無數人為之掙扎。我們常常將肥胖歸咎於意志力薄弱，但越來越多的科學證據表明，食欲和體重的背後，是一套由我們大腦精准調控的、極其復雜的生物學程序。在這個程序的指揮中心——我們大腦的深處，隱藏著決定我們是感到饑餓還是飽足的終極密碼。

近日，一項發表在頂級期刊《Science》上的研究“GPR45 modulates Gαs at primary cilia of the paraventricular hypothalamus to control food intake”，為我們揭示了這個系統中一個前所未知的關鍵角色。研究人員發現了一個名為GPR45的神秘蛋白，它並不像傳統的信號接收器那樣工作，反而像一個高效的“快遞員”，在大腦神經元一種微小的“天線”結構上，負責遞送一個關鍵的“信號包裹”。當這位“快遞員”罷工時，大腦的飽腹感指令就會中斷，導致無法抑制的食欲和嚴重的肥胖。

這不僅僅是一個關於“吃多少”的故事，它更像一部細胞層面的偵探劇，帶領我們深入大腦的指揮中樞，去探尋一個長久以來的謎題：我們的大腦，究竟是如何在微觀層面巧妙地調控饑餓感的？

大腦的“飽腹感指揮部”：下丘腦的精密網絡

在了解這位神秘的“快遞員”之前，我們首先需要走進它工作的“城市”——大腦的下丘腦 (hypothalamus)。這裡是調節身體能量平衡的核心樞紐，像一個國家的中央銀行，時刻監控著能量的“收支”情況。

這個系統中，最著名的信號通路之一是瘦素-黑皮質素信號通路 (leptin-melanocortin signaling pathway)。故事通常從我們的脂肪組織開始。當脂肪儲存足夠多時，脂肪細胞會分泌一種叫做瘦素 (leptin) 的激素，它就像一封“我已經吃飽了”的信件，通過血液循環送達大腦。

下丘腦中的弓狀核 (arcuate nucleus, ARH) 是這封信件的主要收件地址。這裡的神經元分為兩大派系：一派是POMC神經元，它們在收到瘦素信號後會被激活，產生抑制食欲的信號；另一派是AgRP/NPY神經元，它們的作用是促進食欲，而瘦素會抑制它們的活動。

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POMC神經元被激活後，會釋放一種叫做α-黑素細胞刺激素 (α-MSH) 的信使，這個信使會繼續前往下一個站點——下丘腦室旁核 (paraventricular nucleus of the hypothalamus, PVH)。在這裡，它會與黑皮質素-4受體 (melanocortin-4 receptor, MC4R) 結合。MC4R就像一個門鎖，當α-MSH這把鑰匙插入時，門鎖打開，神經元內部就會產生一系列化學反應，最終向身體發出“停止進食”的指令，讓我們感到飽足。

這個從脂肪到弓狀核再到室旁核的信號鏈，構成了我們身體最核心的食欲調節機制。這個鏈條上的任何一個環節出現問題，都可能導致災難性的後果——持續的饑餓和肥胖。而本次研究的主角，正是在這個指揮部的核心區域——下丘腦室旁核（PVH）中，扮演著一個前所未聞的角色。

細胞的“天線”：被忽視的信號中心——初級纖毛

長期以來，研究人員一直認為MC4R受體及其下游的信號分子遍布在神經元的細胞膜上。但近年來的發現徹底改變了這一看法。原來，在包括神經元在內的大多數細胞表面，都伸出了一根微小的、像天線一樣的結構，叫做初級纖毛 (primary cilia)。

這些纖毛一度被認為是細胞演化過程中殘留的無用結構。但現在我們知道，它們是高度復雜的信號中心，是細胞用來感知外界環境的“天線”和“雷達”。令人驚訝的是，研究人員發現，調控食欲的關鍵蛋白，包括MC4R和它的重要搭檔腺苷酸環化酶3 (adenylyl cyclase 3, ADCY3)，都富集在這些神經元的初級纖毛上。ADCY3的作用是在接收到信號後，生產一種叫做環磷酸腺苷 (cyclic adenosine monophosphate, cAMP) 的第二信使分子，cAMP正是細胞內傳遞“飽腹”指令的最終信號。