瘦素是一种稳态调节元素，它发出脂肪细胞能量储存存在的信号，减少食物摄入，增加能量消耗。同样，血清素(5-HT)，一种在中枢和外周神经系统中都存在的信号分子，也控制着食物的摄入。使用神经元束示踪、药理学和光遗传学方法、体内微透析、结合行为终点，我们检验了瘦素不仅通过激活下丘脑瘦素受体(lepr)而且通过激活向弓状核(ARC)发送投射的5-羟色胺能中缝神经元表达的lepr来控制食物摄入的假设。我们的研究表明，将瘦素直接微量注射到中缝背核(DRN)可以减少大鼠的食物摄入量。这种效应是由DRN中的LepR表达神经元介导的，因为这些神经元在其DRN细胞体或弧末端的选择性光遗传激活减少了食物摄入。在解剖学上，我们发现了一个独特的表达麻风的5-羟色胺能中缝神经元群体，这些神经元向ARC发出投射。最后，通过使用体内微透析，我们发现瘦素对DRN的给药增加了5-HT流入ARC，ARC中5-HT2C受体的特异性拮抗作用减弱了瘦素的减食欲作用。总的来说，这项研究通过DRN弧途径确定了瘦素介导的食物摄入控制的新回路，确定了瘦素和血清素之间控制食物摄入的新水平的相互作用。这种新通路的特征为理解大脑如何控制饮食行为创造了机会，并为治疗饮食障碍开辟了替代途径。
文章亮点
中缝背核中一半的5-羟色胺能神经元表达瘦素受体mRNA。
这些表达瘦素受体的中缝神经元的激活具有厌食效应。
这些中缝神经元弓形末端的光遗传激活减少了食物摄入。
瘦素直接作用于中缝背核可增加弓状核内5-羟色胺的流出。弓状核中5-羟色胺能受体的阻断减弱了注射入中缝的瘦素的减食欲作用。