为什么我们总想大快朵颐？

　　我们生活在一个前所未有的时代，脂肪和糖的过度消耗正在导致肥胖和代谢紊乱的流行。坏消息是，自1980年以来，全球肥胖率几乎翻了一番。如今，近10亿人患有糖尿病。

　　一名节食者可能会因为自己对脂肪的渴望而苦苦挣扎，并因此责怪自己的舌头：黄油或冰淇淋的美味难以抗拒。但科学家最近发表的一项研究结果揭示，肠道和大脑之间存在一种全新的联系，这种联系推动了动物对脂肪的渴望。

　　在哥伦比亚的祖克曼研究所，研究老鼠的科学家发现进入肠道的脂肪会触发一个信号。从而证明，脂肪在消化后通过肠脑轴（gut-brain axist）发挥作用，驱动动物对脂肪的偏好。利用单细胞数据，研究者确定了迷走神经神经元对脂肪的肠道输送的反应，并表明这种肠道到大脑回路的基因沉默（genetic silencing）消除了脂肪偏好的发展。接下来，研究者比较了肠道与大脑之间驱动脂肪与糖偏好的途径，发现了两个平行的系统，一个作为基本营养物质的一般传感器——对糖、脂肪和氨基酸的肠道刺激做出反应，而另一个仅由脂肪刺激激活。最后，研究者设计了被剔除候选受体的动物来检测肠道脂肪的存在，并验证了它们作为内脏到大脑脂肪诱发反应的介质的作用。总之，这些发现揭示了不同的细胞和受体使用肠脑轴作为发展脂肪偏好的基本通道。

　　这项新研究于2022年9月7日发表在《自然》“Nature”杂志上，提出了干扰这种肠道-大脑连接的可能性，以帮助防止不健康的选择，并解决因暴饮暴食而日益严重的全球健康危机。本文的第一作者、朱克曼研究所的博士后研究员Mengtong Li博士说：“人们想控制对脂肪贪得无厌的欲望，而科学向我们展示了驱动这些渴望的关键渠道是肠道和大脑之间的联系。”

　　本文的通讯作者Zuker博士是哥伦比亚瓦格洛斯学院的生物化学和分子生物物理学以及神经科学教授，Zuker说：“我们的研究表明，舌头告诉我们大脑喜欢什么，比如尝起来甜、咸或肥的东西，然而，肠道告诉我们大脑想要什么，我们需要什么。”

　　Zuker一直对感觉系统的信号处理和信息传递机制感兴趣。他的团队利用哺乳动物的味觉系统来了解外部世界是如何在大脑中表现出来，进而指导行动的。味觉行为受到内部状态(如饥饿、饱腹感、情感和期望)的精细调节，因此，它们为解析大脑回路提供了一个强大的模型，将感觉与我们的生理和情感状态整合在一起。

　　这种关于饮食选择和健康的新观点始于Zuker 实验室之前关于糖的工作。他们发现，葡萄糖会激活一种特定的肠脑回路，该回路在肠糖存在的情况下与大脑进行交流。相比之下，不含卡路里的人造甜味剂没有这种效果，这可能解释了为什么无糖汽水会让研究者感到不满意。

　　李博士想探索老鼠对膳食脂肪的反应。她给老鼠提供了含有溶解了脂肪的水瓶，其中包括大豆油的成分，以及含有已知不会影响肠道，但很有吸引力的甜味物质的水瓶。几天后，啮齿动物对富含脂肪的水产生了强烈的偏好。即使科学家对老鼠进行基因改造，以消除老鼠用舌头品尝脂肪的能力，它们也形成了这种偏好。换句话说，尽管这些动物尝不到脂肪的味道，但它们还是被迫食用脂肪。

　　研究人员推断，脂肪必须激活特定的大脑回路，驱动动物对脂肪的行为反应。为了寻找那个回路，李博士在给动物脂肪的同时测量了老鼠的大脑活动。脑干的一个特定区域，即孤束尾核（caudal nucleus of the solitary tract, cNST）的神经元活跃起来。这很有趣，因为cNST也与实验室先前发现的糖偏好的神经基础有关。

　　然后，李博士找到了将信息传送到cNST的通信线路。迷走神经中的神经元将肠道与大脑连接起来，当老鼠的肠道中有脂肪时，它也会发出嗡嗡声。在确定了老鼠偏爱脂肪的生物机制之后，李博士接下来仔细研究了肠道本身：特别是肠道内的内皮细胞。她发现了两组细胞，它们向迷走神经神经元发送信号以响应脂肪。

　　李博士说:“一组细胞作为基本营养素的通用传感器，不仅对脂肪有反应，而且对糖和氨基酸也有反应。另一组只对脂肪有反应，这可能有助于大脑将脂肪与肠道中的其他物质区分开来。”

　　随后，李博士又迈出了重要的一步，她使用药物阻断了这些细胞的活性。关闭来自任一细胞组的信号会阻止迷走神经元对肠道中的脂肪做出反应。然后，她使用遗传技术去激活迷走神经元本身或cNST中的神经元。在这两种情况下，老鼠都失去了对脂肪的胃口。这些干预措施证实，从肠道到大脑的每一个生物学步骤对于动物对脂肪的反应都至关重要。这些实验还提供了改变大脑对脂肪的反应以及可能对食物的行为的新策略。

　　Zuker博士说：“过度消费富含糖和脂肪的廉价、高度加工食品正在对人类健康产生毁灭性影响。我们越了解这些食物如何劫持味觉和肠脑轴的生物机制，我们就越有机会进行干预。”

　　总之，这项研究从分子和细胞层面提供了有关迫使动物渴望脂肪的解释。未来，通过控制这种欲望，可能会帮助人们减少高热高脂食物的摄入，让他们更有效地对抗肥胖。