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【Nature:“饭饱思淫欲”的机制找到了!这种蛋白质竟是“催情药”】心理学家马斯洛将人的需求分为5个层次 , 依次为:生理、安全、爱和归属、尊重、自我实现 。
食物是人们赖以生存的最基本需要 , 正如“饱暖思淫欲”、“仓廪实而知礼节 , 衣食足而知荣辱” , 只有填饱肚子之后 , 我们才能考虑更高层次的需求 , 在饥饿面前 , 连爱情也要退一舍之地 。
近期 , 美国加州大学王竞教授团队通过果蝇模型阐明了“饭饱思淫欲”背后的生理机制——爱情与面包 , 饥饿的雄性果蝇首选面包 , 只有在摄入富含蛋白质的食物之后 , 果蝇才能转而追求爱情 , 从进食到求爱的转变 , 依赖的是肠道内分泌细胞释放的一种神经肽——利尿激素31(Dh31) 。 该研究发表于国际顶级期刊Nature杂志 。
两组雄果蝇 , 一组饿了24小时 , 一组正处于吃饱喝足之后 , 饥饿的雄果蝇在同时面对食物(富含蛋白质的酵母菌)与雌果蝇时 , 雄果蝇首先选择填饱肚子 , 然后再溜溜达达去找雌果蝇献殷勤 。 而另一组就不一样了 , 吃饱了的雄果蝇无视食物 , 直奔雌果蝇而去 , 努力创造交配的机会 。
图注:a.b.饥饿了24小时的果蝇与吃饱喝足的雄果蝇在观察时间段内 , 花在进食(蓝色)、求偶(橘色)、交配(黑色)的时间 。
值得注意的是 , 这填饱肚子的食物还有些讲究 , 必须是富含蛋白质/氨基酸的食物 , 蔗糖就不行 , 就算吃蔗糖吃饱了 , 雄果蝇也“性致缺缺” , 它们宁愿搓搓手理理毛 , 也懒得凑到雌果蝇跟前(雄果蝇:没有那种世俗的欲望) 。
而进食高蛋白质/氨基酸的雄果蝇就不一样了 , 食物中氨基酸浓度越高 , 它们越是精力旺盛 , 花在雌果蝇身上的时间也就更长 , 交配成功比例高达74% , 因此研究人员在文中戏称“蛋白质简直是果蝇的催情剂” 。
图注:c.喂养不同浓度蔗糖 , 雄果蝇花在进食与求偶的时间 。 d.喂养不同浓度的氨基酸 , 雄果蝇花在进食与求偶的时间 。下一步 , 研究人员试图找到雄果蝇进食与求偶行为之间切换的机制——在进食了高蛋白食物的数分钟后 , 为什么雄果蝇不继续吃了 , 转而飞向雌果蝇求爱?
之前的一些研究显示 , 生物体内一些能产生饱腹感的激素能够促进交配行为的发生 。 研究者发现 , 当摄入高蛋白食物后 , 果蝇肠道内分泌细胞Dh31释放增加 , 血液循环中Dh31的浓度上升 。
敲除果蝇Dh31基因后 , 即使进食高蛋白食物 , 果蝇交配成功的几率也大打折扣 , 而激活肠道内分泌细胞Dh31基因 , 果蝇则迅速由进食转向求偶交配 , 证明Dh31是进食与求爱行为之间转换的关键分子 。
图注:1、3分别为高、低浓度蛋白组 , 2蔗糖组 , 4 Dh基因敲除组 , 5 Dh基因siRNA敲除组那么Dh31是如何让果蝇在饱腹之后产生淫欲的呢?
利用三光子显微成像技术对果蝇脑部神经元进行成像 , 研究人员发现:向果蝇循环系统注射Dh31的数分钟后 , 有两群Dh31受体阳性的神经细胞被激活——Crz+神经元AstC+神经元 , Crz+神经元分泌corazonin促进求爱 , 而AstC+神经元分泌allatostatin-C抑制进食 。
一句话来说就是:摄入高蛋白食物后 , 激活肠道内分泌细胞 , 释放Dh31 , 作用于脑内功能不同的神经元 , 抑制食欲 , 促进求爱 , 果蝇完成从进食到求偶的转变 。
这项研究的通讯作者王竞教授感叹说:“我们目睹了果蝇从进食到求偶的转变 , 一种分子能对动物的行为决策 , 产生如此重大的影响 , 太让人惊讶了 。 ”参考来源:
Lin HH Kuang MC Hossain I et al. A nutrient-specific gut hormone arbitrates between courtship and feeding [published online ahead of print 2022 Feb 9
. Nature. 2022;10.1038/s41586-022-04408-7. doi:10.1038/s41586-022-04408-7
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