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摄食行为是当机体的能量摄入小于能量消耗,即能量负平衡的时候,被食欲驱使去寻找和获取能量来源的行为。摄食行为是生物体的基本行为,对于生物个体的内环境稳态和生物种群的繁衍生存至关重要。异常的摄食行为会造成机体能量平衡的紊乱,导致内环境稳态被破坏,如果长期不被纠正,会引起肥胖、糖尿病、心血管疾病等的发生。目前对于摄食行为的研究主要集中在下丘脑,下丘脑作为能量调节中枢,能够直接感受血液中瘦素和胰岛素浓度的变化,通过弓状核的AgRP/POMC神经元,经黑皮质素途径作用于丘脑室旁核,引起进食或者中断进食。除此之外,其他关于摄食环路的研究大多是下丘脑摄食环路的延伸,或是大麻素相关环路引起的奖赏性的摄食,关于中枢神经系统的其他区域独立调控摄食行为的研究非常少。为了探究大脑其他区域对于摄食行为的调控,本研究关注了一个位于脑干的核团 ventrolateral periaqueductal gray(vlPAG)。vlPAG 位于中脑导水管的腹外侧,最新研究指出vlPAG的GABA能神经元可以参与小鼠遇到威胁时的防御性行为的调控。因为野生动物在寻找食物的过程中遭到被捕食的风险是极大的,所以动物寻找食物过程中摄食环路可能与防御环路同时被激活。其次,解剖学的研究发现vlPAG接收很多摄食调控相关核团的直接投射,如下丘脑室旁核(PVH)等。这些证据提示vlPAG很可能参与摄食行为的调控。为了明确vlPAG是否参与摄食行为的调控及其可能的环路机制,本研究结合了光遗传学,电生理,光纤钙成像,免疫组织化学,跨突触逆向追踪和动物行为学等技术,首次发现抑制vlPAG的GABA能神经元的活动可以直接诱发饱食动物产生摄食行为,通过激活其上游BNST/LH间接抑制vlPAG的GABA能神经元也能够引起已经处于饱食状态的动物迅速而剧烈地进食。相反,如果通过光遗传学激活vlPAG的GABA能神经元,则会中断饥饿动物正在进行中的进食活动。另外,如果通过药理遗传学对vlPAG的GABA能神经元进行长时间的激活,动物会表现出明显的体重降低。本研究的结果首次揭示:1,vlPAG的GABA能神经元特异地参与了动物摄食行为的调控;2,BNST-vlPAG/LH-vlPAG的GABAergic circuits对调控摄食行为起着重要作用;3,对两个上游核团BNST和LH的相互关系做了深入的研究。