中央导水管灰质区在摄食行为中的作用

In the animal kingdom, survival is always at the top priority and plays a critical role for the race reproduction for all species. In order to survive, animals need to avoid dangers such as the predators and forage for foods. On the other hand, abnormal feeding behavior is highly related to many diseases such as anorexic, bulimic and obesity. Therefore, it is very important to study the neural circuit mechanisms for feeding behavior. Many studies have shown that the hypothalamus plays a critical role in feeding behavior. Other brain regions including BNST and brainstem are also invovled. However, the exact neural circuit mechanisms are still not clear. Here, we aim to explore the role of PAG in regulating feeding behaviors and related diseases. We will employ behavioral assays, optogenetics, DREAD and rabies virus tracing techniques to investigate the neural circuit mechanisms for PAG in feeding behaviors.

生存是自然界所有动物得以繁衍的先决条件。为了生存，动物需要有效的躲避危险和能够找到必需的食物。摄食行为不仅对于生物体的生存具有十分重大的意义，另一方面，这一行为异常又和多种疾病如强迫进食症，厌食症和过度摄食导致的肥胖有关。因此，研究大脑中和摄食相关的神经环路机制具有显著的生理与临床意义。以前的研究发现下丘脑是大脑中的饥饿中枢，激活该区域会引起显著的摄食反应。除了下丘脑，大脑中还有另外一些区域比如终纹床核，脑干也参与摄食的调控，但是具体的神经环路机制并不清楚。我们在本项研究中将着重探索中央导水管灰质区在摄食调节以及与摄食相关的疾病中的作用。我们拟综合运用动物行为学，光遗传学，药理遗传学，病毒逆向追踪等当前国际领先的技术来探索中央导水管灰质区参与调控摄食的神经环路机制。

摄食行为对于人类和动物的生存和健康具有重要意义。一方面，生命体必须找到足够的食物维系自身的能量代谢平衡，从而完成种族繁衍。另一方面，随着社会的发展，富含高卡路里（高脂，高糖）的食物价格越来越低廉，肥胖人群不断增多，导致肥胖相关疾病如糖尿病，高血压等成为社会和家庭的极大负担。流行病学调查表明，中国的肥胖人群数量在2016年已经超过了美国，成为世界上肥胖人口最多的国家。因此，研究大脑是如何控制摄食行为，会推动对摄食行为的了解，为其相关的疾病治疗提供思路。在本项目的资助下，申请人团队综合利用动物行为学，离体电生理记录，光遗传/药理遗传学等手段，揭示了中央导水管灰质区的一群GABA能神经元在摄食行为中具用重要的调控作用。抑制这群神经元可以是饱食的小鼠继续大量摄入食物，而激活这群神经元则可以使24小时禁食的小鼠也放弃摄食。进一步研究发现外侧下丘脑和终纹床核的GABA能神经元均可以通过长投射的GABA能神经元到中央导水管灰质区，调控摄食行为。本研究阐明了一条非经典的摄食调控通路，为后续进一步揭示摄食调控及摄食异常相关疾病奠定了基础。