啮齿动物和灵长类动物在应对环境温度挑战时，都已进化到协调食物摄入以维持热稳态。然而，有关温度协调摄食行为的神经机制仍然未知。

有文献指出内侧视前区 (MPOA) 的神经元群对环境温度有反应。对山羊、大鼠或猪的 MPOA 进行局部热操作（加热、冷却或损伤）会导致快速进食行为或停止，无论它们*初的饮食状态如何。此外，基因激活 MPOA 神经元甚至可能导致小鼠进入冬眠或麻木状态，表现为体温过低和厌食。

在此背景下，2022年7月22日，陆军军医大学周艺，熊鹰及钱绍文共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“A temperature-regulated circuit for feeding behavior”的研究论文，揭示了内侧视前区（MPOA）两类神经环路协调摄食行为应对环境温度变化。

首先，课题组验证了温度依赖性摄食行为的行为模式，即暴露于温度箱内2小时的小鼠进食量在高温时减少而在低温时增加。为了探究中央温度敏感核是否参与温度调节摄食行为，课题组对剥夺食物的小鼠进行丘脑的C-FOS信号检测，结果显示内侧视前区的前腹侧脑室周围部分（apMPOA)神经元大量激活，且tdTomato染色结果显示激活的神经元大部分是兴奋性神经元。此外，光纤钙成像技术发现在进食过程中apMPOA兴奋性神经元钙信号在5分钟内显著减少，即活性降低，表明apMPOA兴奋性神经元能够响应饮食状态的改变。

随后，课题组使用光敏感通道蛋白技术发现小鼠apMPOA谷氨酸能神经元被光激活后饮食量显著减少。此外，课题组发现光刺激小鼠apMPOA谷氨酸能神经元将通过抑制棕色脂肪组织和尾血管舒张散热来自动调温，且只有激活此类神经元可以诱发抗寒和筑巢行为，从而间接影响摄食量。

为了找出apMPOA谷氨酸能神经元的下游靶点，课题组对饥饿状态下小鼠进行病毒示踪结合C-FOS染色发现终纹床核（BNST）、杏仁核（BLA）、下丘脑室旁核（PVH）、弓形核（ARC）、外侧下丘脑（LH）、背内侧下丘脑（DMH）等多个脑区脑区C-FOS信号增加。但在这些脑区中，光激活apMPOA→ARC和apMPOA→PVH/DMH分别增加和减少摄食量，而激活脑区并不引起饮食行为的变化。此外，课题组随后通过AAV-flex-taCasp3-TEVp技术特异性凋亡上述三个脑区的神经元，发现PVH和ARC神经元凋亡分别增加和减少小鼠摄食量，且慢性抑制这两种环路也会产生相同的效果。而DMH神经元的凋亡并不影响摄食行为。

为了探究apMPOA→ARC/PVH是否根据环境热输入来调控摄食行为，课题组采用钙成像记录两个环路的神经活动，结果显示：局部升温过程中(25 → 40 °C) ARC和PVH神经元钙活动无变化，但在局部降温过程中(25 → 10 °C) PVH神经元钙活动信号下调；在环境温度升高过程中ARC钙活动无变化，但PVH神经元钙活动上调；此外，在环境温度降低后ARC钙活动信号增加，而PVH神经元钙活动信号减少。

*后，课题组探究了apMPOA中ARC和PVH投射神经元是否具有异质性。逆行示踪实验结果表明apMPOA→ARC和apMPOA→PVH这两种投射具有解剖学差异。而进一步的投射特异性RNA测序鉴定出ARC和PVH两个神经元亚群分别由甘丙肽受体和apelin受体分子标记，且上调和下调两种受体的表达可以增强和抑制对应通路发挥效应。

总的来说，本文发现apMPOA将环境温度和食物摄入量交织在一起，在接收来自臂旁外侧核（LPB）不同部分的不同突触输入时，表达apelin和甘丙肽受体的PVH和ARC投射apMPOA神经元协调摄食行为以应对环境温度的改变。本研究为研究病理性POA病变患者的摄食障碍以及发热引起的厌食症的神经机制提供了可能的切入点。

文章来源

https://doi.org/10.1038/S41467-022-31917-W