
在孕期,孕妇往往对高糖、高脂等高热量美味食物产生难以抑制的渴望。这种强烈的进食冲动长期以来被视为一种妊娠生理常态,但过度摄入高热量饮食极易诱发妊娠期糖尿病、母体肥胖等代谢异常,并增加母婴长期的代谢疾病风险。然而,驱动这种进食动机转变的深层神经生物学基础此前一直未被完全阐明。
近日,来自路易斯安那州立大学彭宁顿生物医学研究中心、伊利诺伊大学芝加哥分校以及贝勒医学院的科研团队在国际权威学术期刊《自然·神经科学》(Nature Neuroscience)上发表重要突破,成功破译了调控孕期食物渴望的特定神经环路与离子通道开关机制。
研究人员聚焦于脑干的中缝背核(Dorsal Raphe Nucleus, DRN),该脑区富含调控情绪、食欲和饱腹感的5-羟色胺(5-HT)能神经元。电生理记录显示,在妊娠期小鼠模型中,DRN 5-羟色胺神经元的基础放电频率出现显著下调,而这种神经元电活动的静息状态直接与动物对适口食物渴望样摄食行为的激增相重合。
深入探索其生物物理机制发现,小电导钙激活钾通道3(SK3通道)在其中扮演了关键“刹车”角色。SK3通道的激活介导钾离子外流,使细胞膜超极化,从而限制动作电位的产生并抑制神经兴奋性。实验证实,妊娠显著上调了DRN 5-羟色胺神经元中的SK3通道活性,进而全面抑制了其神经电信号发放。
为确证SK3通道的功能必要性,研究人员通过基因靶向技术在雌性小鼠的5-羟色胺神经元中特异性敲除了SK3基因。结果十分显著:缺失SK3的小鼠在整个妊娠期内神经元均保持了正常的放电频率,其对食物渴望的表型被显著遏制。相反,若在未受孕的雌性小鼠中人为提升SK3通道活性,这些小鼠即刻表现出与妊娠期一致的神经元低放电特征以及剧烈的摄食冲动。
那么,5-羟色胺神经元放电的减少如何转化为进食奖赏动机?环路示踪实验揭示了一条从中缝背核延伸至中脑奖赏中枢——腹侧被盖区(Ventral Tegmental Area, VTA)的直接投射通路。在正常状态下,DRN 5-羟色胺能投射通过抑制性张力压制VTA多巴胺奖赏回路过度活跃,从而控制对高适口食物的摄取动机。但在妊娠期间,SK3通道的上调削弱了DRN的放电,使得对VTA的抑制性张力解除,奖赏回路过度激活,驱动母体对高热量食物的强进食渴望。通过光遗传等环路干预技术激活DRN-VTA通路,即可有效平息妊娠小鼠的摄食渴望。
彭宁顿生物医学研究中心脑血糖与代谢控制实验室负责人Yanlin He博士指出,这一发现为理解部分女性在孕期出现暴食和体重急剧攀升提供了严谨的神经生物学解释。不过,研究人员亦强调,由于5-羟色胺系统在中枢神经系统中调控广泛,在孕期直接系统性干预5-羟色胺通路具有较高临床风险。未来团队将进一步探索孕酮、雌激素等妊娠期性激素与SK3通道的互作模式,以期寻找更加精准且安全的干预策略,阻断母体肥胖及代谢综合征的发生。
Journal Reference:
Nature Neuroscience (2024). DOI: [Refer to publication via Nature Neuroscience / LSU Pennington Biomedical Research Center]
Authors: Yanlin He, Pingwen Xu, Chunmei Wang, et al.
Source: LSU Pennington Biomedical Research Center
- Media Contact: Ernie Ballard
- Source: Pennington Biomedical Research Center
- Image Credit: Image generated for Neuroscience News
- Original Research is Closed Access: Nature Neuroscience (September 18, 2026). “Serotonin neurons in the dorsal raphe control food-craving-like behavior during pregnancy in mice” Authors: Jane R. Abolafia, Hanna Hameedy, Lakshmi Prakash, Ziqi Wang, Elze Amileviciute, Srikar Dudipala, and Alexander Jaworski.
- DOI: 10.1038/s41593-026-02445-3