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Cell Reports (8.8): 人们爱吃“高糖高油”的原因找到了！糖吃多了，会增加对脂肪的渴望，反之亦然

2024-02-07 网络 网络 发表于上海

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近日，瑞典于默奥大学的研究人员在Cell子刊Cell Reports（8.8）上发表研究成果，以果蝇为研究对象，表明摄入的糖和脂肪会调节味觉——过度糖分摄入会抑制对甜食的渴望，增加脂肪的摄入；反之亦然

大多数人都难以抗拒油炸食品以及甜食。但当两类食物一起出现的时候，很多人为了保持身材往往会倾向于只摄入一类，可能还会下意识夸赞自己“减少了过油或过甜的食物摄入，又是成功控制热量摄入的一天”。
 
然而，坏消息是，糖和油算是一对“好兄弟”，且常常同时出现（比如人们最爱的“糖油混合物”甜甜圈、麻团、手抓饼等等）。如果你只摄入一样，身体也会“渴望”另一样。
 
近日，瑞典于默奥大学的研究人员在Cell子刊Cell Reports（8.8）上发表研究成果，以果蝇为研究对象，表明摄入的糖和脂肪会调节味觉——过度糖分摄入会抑制对甜食的渴望，增加脂肪的摄入；反之亦然，从而保证摄入营养均衡，以避免营养不良。
 
也就是说，虽然表面上你做出来了选择，但机体补偿机制会让你摄入与糖（脂肪）一样多的脂肪（糖）。这提示我们：控制热量摄入的同时，不能忽略营养均衡。
 
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                                                                一、研究内容与思路
 
1、膳食糖和脂肪对味觉的调节作用
 
既往研究表明，味觉神经元之一的甜味神经元对糖和脂肪酸都有反应。膳食糖会抑制甜味神经元对糖的反应，那么过量摄入糖是否会调节脂肪摄入相关味觉呢？为了回答这个问题，研究者展开了验证。
 
通过观察果蝇对乙酸的伸吻反应（PER）来评估脂肪酸感知，发现低脂和控糖饮食的果蝇对乙酸存在一定的兴趣；而将果蝇放于高糖饮食环境中约4天后，发现果蝇对乙酸更感兴趣，表明糖的过度摄入会增强甜味神经元对脂肪酸的感知。
 
进一步，作者探索了过量摄入脂肪是否也会调节甜味神经元功能。结果发现，当果蝇处于高脂饮食环境（HFD）中时，果蝇对脂肪酸的PER反应减弱，而对糖的PER反应增强，表明脂肪酸也会调节甜味神经元功能。
 
综上所述，膳食糖和脂肪酸都会调节甜味神经元，从而调节味觉。
 
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研究思路：既然甜味神经元受糖跟脂肪酸的调节，而膳食糖抑制甜味神经元对糖的摄入，那摄入膳食糖后会对脂肪摄入会有什么影响？膳食脂肪摄入后对糖分摄入又存在什么影响？
2、糖诱导的Hh调节甜味和脂肪酸味觉
 
已有研究表明，膳食糖会诱导肠道将激素分子Hedgehog（Hh）分泌到果蝇的循环系统中，且Hh信号会抑制甜味感知。
 
对此，作者敲除了果蝇Hh相关基因序列来探讨了Hh对脂肪酸和甜味神经元的调节作用。结果显示，在高糖饮食中，敲除Hh的果蝇失去了脂肪酸反应性；而在高脂饮食中，Hh敲除果蝇则表现出来了强烈的脂肪酸PER，表明还存在着其他的味觉调节信号。
 
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研究思路：膳食糖跟脂肪都能调节味觉，而Hh会影响膳食糖的摄入，那Hh对于甜味神经元的糖和脂肪摄入是否存在影响？存在什么影响？
 
3、来自脂肪体的Upd2调节果蝇的味觉
 
在果蝇中，Upd2从脂肪中释放来调节脂质代谢以及胰岛素分泌，对此，作者假设过量脂肪摄入后触发了Upd2的分泌，从而调节脂肪酸味觉感知并展开实验验证。通过敲低果蝇脂肪体内的Upd2发现，不管在什么饮食环境中，Upd2敲除果蝇都会拥有100%的己酸PER反应，表明Upd2调节脂肪酸味觉感知。

接下来，作者研究了Upd2是否也调节甜味感知，发现：Upd2敲除果蝇拥有100%的膳食糖PER反应，即其也可以调节甜味感知。此外，作者还发现，Upd2的调节作用与脂肪体是否成熟无关。
 
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研究思路：接下来作者探索了第二种可能影响膳食糖和脂肪对甜味神经元影响的信号，而Upd2会影响脂质代谢，那是否在这一环节中也存在着一定的作用？
 
4、过量摄入脂肪会诱发脂肪体Upd2的表达和分泌
 
作者比较了在不同饮食环境下果蝇Upd2表达情况，发现相比于低脂饮食，高脂饮食果蝇Upd2表达增加，而高糖饮食果蝇的Upd2则无明显增加。于是，作者可视化Upd2:GFP表达，发现在低脂饮食环境中，Upd2:GFP局限于脂肪细胞中，而在高脂饮食环境果蝇体内，Upd2:GFP被分泌出来，表明脂肪摄入影响Upd2:GFP分泌。
 
之前研究表明，Upd2以非常规方式分泌，受Grasp65控制。对此，作者敲低了果蝇体内的Grasp65表达，发现其效果与敲低Upd2所得效果类似。综上所述，Grasp65功能和Upd2分泌受到脂肪摄入的影响。
 
那么，Upd2分泌后储存在哪里？作者追踪了脂肪体的Upd2:GPF表达，发现其被吸收并储存在味觉神经元中。
 
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研究思路：初步明确了Upd2d对味觉存在调节作用后，作者进一步检测了在不同饮食环境下Upd2的表达情况以及定位Upd2位置来明确其如何发挥作用。此外，还敲低了Upd2上游Grasp65来明确Upd2在这一环节的不可取代性。
 
5、高脂饮食和Upd2在甜味神经元中诱导JAK/STAT信号转导
 
Upd2是激活JAK/STAT信号通路的三种Upd配体之一，于是作者将目光锁定在JAK/STAT信号通路。
使用JAK/STAT报告基因10xStat92E-GFP来研究膳食脂肪是否会调节味觉神经元中的JAK/STAT信号传导，发现在相比于低脂饮食环境，在高脂饮食环境中甜味神经元中的10xStat92E-GFP报告基因表达显著增加，表明膳食脂肪诱导甜味神经元中的JAK/STAT信号传导。
 
进一步研究Upd2与JAK/STAT信号通路的关系，发现从膳食脂肪激活脂肪体分泌Upd2，Upd2在在甜味神经元内启动JAK/STAT信号传导。
 
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研究思路：在证实Upd2对于甜味和脂肪酸味觉存在着调节作用（其中Upd2调节作用较为突出）之后，作者从Upd2出发来探索相关分子机制。
 
6、Dome和Stat92E调节甜味神经元介导的味觉感知
 
作者探索了JAK/STAT通路如何调节甜味神经元和味觉，首先敲低甜味神经元中的Upd受体Domeless（Dome），发现Dome敲低果蝇中的糖PER反应降低，而Upd2抑制己酸PER效果降低，表明Upd2通过Dome调节甜味和脂肪酸味觉。
 
作者进一步对Upd转录激活因子Stat92E进行了敲低，发现Stat92E敲低果蝇中的糖PER反应降低，表明Upd2调节甜味和脂肪酸味觉与IAK/STAT信号通路相关。此外，作者还发现相比于敲低Dome，敲低Stat92E后还出现了脂肪酸PER的降低，表明敲低Stat92E可弥补Dome失去的抑制脂肪酸PER作用。
 
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研究思路：Upd2启动JAK/STAT来调节味觉，那是如何调节的呢？中间是否还存在其他信号因子，对此，作者从Upd受体出发，发现Upd受体调节甜味和脂肪酸味觉，进一步敲低Upd转录激活因子Stat92E，直接与JAK/STAT信号途径相关，发现其实验结果与敲低Upd受体结果一致，表明Upd2直接影响JAK/STAT发挥作用。
 
7、JAK/STAT通路中的负反馈决定了脂肪酸感知
 
Stat92E敲低后会抵消过量膳食脂肪和Upd2诱导的脂肪酸抑制，表明JAK/STAT负反馈会影响脂肪酸感知。
 
对此，作者采用Stat92E抑制剂36E（Socs36E）来促进Dome降解，发现Socs36E果蝇乙酸PER显著增加；此外，另一个负JAK/STAT调节因子Et可以与Dome结合来抑制JAK/STAT信号传导，发现Et也可以促进脂肪酸PER，这表明Dome的任何负调节都会增加脂肪酸感知。
 
但Socs36E或Et对于甜味感知影响较小。
 
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研究思路：JAK/STAT对于脂肪酸感知存在负调节作用。对此，作者采用了此信号通路抑制剂，同时还可以抑制Dome来探索脂肪酸感知情况，进一步肯定了Upd2通过JAK/STAT来调节脂肪酸味觉。
 
                                                                            二、小结
 
综上所述，当摄入过多甜食的时候，味觉会下意识偏向于摄入脂肪类食物；反之，当摄入过多膳食脂肪的时候，机体则会更倾向于摄入甜食，从而达到一个营养均衡的作用。
 
现在不纠结了吧！在有意识控制热量的时候，最好需要均衡饮食，不然更喜欢吃一类食物的结果就是：身体会下意识去补充另一类食物，导致预期热量摄入超标。（不如直接吃糖油混合物，一举两得了）
 

参考文献：

[1] Zhao Y, Johansson E, Duan J, Han Z, Alenius M. Fat- and sugar-induced signals regulate sweet and fat taste perception in Drosophila. Cell Rep. 2023 Nov 28;42(11):113387. doi: 10.1016/j.celrep.2023.113387. Epub 2023 Nov 6. PMID: 37934669.

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