在日常生活中，人们都有这样的经验：饥饿的时候普通食物的刺激会变得异常诱人，在饱腹状态下，普通食物则变得毫无吸引力，而个体则依旧会被高糖高热量的食物所吸引，即使他们并不存在能量缺乏。这表明个体食欲高低至少受到生理状态和食物吸引力这两个因素的影响。虽然大脑中与进食相关的研究非常多，但是对于不同食物刺激如何在不同生理状态下影响动物的食欲知之甚少。虽然脑中很多神经元群体可以被食物刺激所激活，但是绝大多数相关神经元的激活并不会诱发进食行为甚至产生抑制进食的效果。因此鉴定在生理状态下可以被食物刺激所激活，同时激活又可以促进进食的细胞类群，对于更好的理解动物面对食物时促进其发生进食行为的神经机制具有重要意义。

2023年10月16日，临港实验室、上海脑科学与类脑研究中心徐华泰团队在《Current Biology》期刊在线发表了题为《CRH neurons in the lateral hypothalamic area regulate feeding behavior of mice》的研究论文。研究团队揭示了外侧下丘脑中的促肾上腺激素释放激素能（CRH）神经元在食物刺激所诱发的食欲过程中的作用。在不同的生理状态下，面对诱发不同食欲的食物刺激，CRH神经元表现出了明显的差别。实验进一步展示了干预这群神经元细胞的活性，可以明显改变动物的进食行为。该研究发现了一类新的会被食物刺激激活，而激活又可以促进进食行为的神经元类群。该发现对于理解食物刺激如何调控不同生理状态下动物的食欲提供了全新的视觉。

研究团队在外侧下丘脑中发现了一个新的Vgat神经元亚型—CRH神经元，在介导食物刺激所诱发的进食过程中起着关键作用。早期对于猴子进行的在体电生理研究，科学家们发现外侧下丘脑中部分细胞在猴子看到食物时有明显的反应，但是具体的细胞类群并不清楚。研究团队发现外侧下丘脑中CRH神经元在限食小鼠进食或者嗅闻普通食物时均有明显激活（图1A-B，D），而且其激活程度随进食行为的增加而逐步减低（图1C），相反饱腹小鼠嗅闻食物的时候则没有明显反应（图1E）。然而饱腹小鼠在面对美味的巧克力（图1F-G）或在促进食欲的胃饥饿素刺激下（图1H-K）再次面对普通食物，小鼠均发生明显的进食行为，同时本来对普通食物没有反应的CRH神经元又会在进食和嗅闻食物的过程中再度激活。通过多种行为学测试（挖掘、按压踏板获取食物）后均发现，当小鼠趋近食物想要进食的时候，CRH神经元的活性相对较高。在面对食物时，食物的嗅觉以及视觉刺激均可以激活CRH神经元，其中嗅觉刺激对于小鼠辨别食物更加重要。

图1：外侧下丘脑CRH神经元显示不同状态下小鼠的食欲。（A-B）限食小鼠进食开始以及结束时CRH神经元的反应。（C）长时程不同阶段进食过程开始时CRH神经元的反应。（D-G）嗅闻食物（D：限食；E：饱腹；F：饱腹面对巧克力）和进食巧克力（G）时CRH神经元的反应。（H-K）饱腹小鼠注射PBS和胃饥饿素（ghrelin）后进食以及嗅闻食物时CRH神经元的反应。

与前人研究的很多与进食行为相关的细胞类群不同的是，通过光遗传以及药物遗传工具，研究团队还发现，正向激活这群神经元可以促进小鼠的进食（图2B），而抑制则会降低限食小鼠的进食行为（图2C）。不同于激活整个Vgat神经元群体会促进非选择性进食行为（图2D），CRH神经元的激活则促进选择性进食行为（图2E）。相对应的是，抑制CRH神经元的活性很可能通过降低食物的吸引力从而迫使正在进食的小鼠停止进食，以及降低进食行为发生的概率（图2F-K）。

图2：改变外侧下丘脑CRH神经元的活性改变小鼠的食欲。（A-C）光激活饱腹小鼠（B）和光抑制限食小鼠（C）时的进食时间。（D-E）光遗传激活饱腹小鼠中Vgat神经元促进非选择性进食（D），光遗传激活CRH神经元促进选择性进食（E）。（F-G）光抑制CRH神经元中断限食小鼠正在进行的进食行为。（H-I）光抑制CRH神经元降低限食小鼠进食行为发生的概率。（J-K）光抑制CRH神经元降低限食小鼠对食物气味的偏好。

综上所述，该研究表明外侧下丘脑中的CRH神经元在调节食物刺激所诱发的食欲过程中扮演着重要的角色，同时揭示了在不同生理状态下面对不同的食物时，外侧下丘脑中CRH神经元参与表征食物刺激诱发食欲的过程，加强了人们对动物进食行为的生理过程的理解和认识。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/临港实验室博士研究生李松云与曹静娟为该论文的并列第一作者；临港实验室/上海脑科学与类脑研究中心徐华泰研究员为该论文的通讯作者；博士研究生谭康、助理研究员范柳、研究助理王亚倩、博士研究生沈子璇、李帅帅、硕士研究生吴超以及周惠均对此课题有重要贡献。

该研究获得科技部重点研发项目、中国科学院先导计划、科技部基金委面上项目、上海市级专项、神经科学国家重点实验室和临港实验室的资助。