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对包括人类在内的任何动物而言 ， 进食与交配可以说是最基础的两类行为 。 而如何在这两种行为之间进行决策、权衡优先级 ， 对动物的生存、演化至关重要 。 但动物如何实现这样的决策 ， 却是个未解之谜 。
在一项发表于《自然》杂志的研究中 ， 美国加州大学圣地亚哥分校的王竞教授团队（包括博士后林晖皓和邝美华）破解了这个谜题 。 他们发现果蝇在摄入富含氨基酸的食物后 ， 将注意力从进食转移至交配行为 。 这个行为转换的关键在于肠道释放的神经肽——利尿激素31（Dh31） 。 神经肽Dh31的发现为理解脑肠轴在进食行为之外的作用打开了全新窗口 。
“令我们感到意外的是 ， 仅仅一个分子就能对个体的行为决策产生如此巨大的影响 ， ”王竞教授说 ， “我们的研究从机理上解释了Dh31如何作用于大脑 ， 进而改变这两个对于演化至关重要的行为驱动力 。 ”
研究团队发现 ， 饥饿的雄性果蝇在面对食物与雌性果蝇时 ， 会选择优先进食 。 进食氨基酸或高蛋白食物的果蝇远比进食蔗糖的果蝇要更快速、更强烈地开始求偶行为 ， 这个行为的转换往往发生在短短几分钟之内 。 这一结果说明 ， 氨基酸通过某种途径迅速激活了与求偶行为相关的神经通路 。
▲氨基酸抑制进食 ， 并提升雄性果蝇的交配欲望（图片来源：参考资料[1
）究竟是什么信号分子在操控这个行为切换的开关？已有的研究发现 ， 在哺乳动物中 ， 胃肠道的内分泌细胞释放的一些饱腹激素能促进生殖行为 ， 研究团队因此从果蝇的内分泌细胞中着手寻找线索 。 他们发现 ， 果蝇在摄入氨基酸后 ， 肠道内分泌细胞会释放Dh31 。
为了验证这个发现 ， 研究团队借助CRISPR敲除果蝇调控Dh31的基因 ， 这时果蝇即使摄入了氨基酸 ， 交配的比例也没有提升；而在另一组实验中 ， 在激活表达Dh31的内分泌细胞之后 ， 果蝇立马投入求偶行为 。
对Dh31信号的进一步溯源确认 ， 起到催欲作用的Dh31源自果蝇的肠道 ， 而不是想象中的脑部 。 借助三光子钙成像技术 ， 研究团队证实 ， 神经肽Dh31从肠道中释放之后 ， 通过循环系统 ， 在几分钟之内便能抵达大脑 ， 这就解释了从进食到求偶的快速行为转变 。
▲从进食到交配的转变 ， 需要肠道的Dh31和Dh31受体（图片来源：参考资料[1
）而在进入大脑之后 ， Dh31可以激活两类表达Dh31受体的神经元 ， 进而通过两条独立的神经通路影响果蝇的行为：一类神经元抑制进食行为；另一类则促进求偶行为 。
“研究结果表明 ， 信号分子Dh31会改变这两个对立行为的优先级：缺少Dh31时 ， 进食占据上风；但当肠道释放Dh31之后 ， 求爱行为则成为首要任务 。 ” 王竞教授说 。
那么 ， 这项在果蝇中的发现 ， 对于哺乳动物是否适用呢？此前有研究发现 ， 在哺乳动物体内 ， 一种神经肽分子对于清醒与睡眠状态（包括快速眼动睡眠与非快速眼动睡眠状态）的转换起到类似的调控作用 。
对于肠道激素在进食之外的作用 ， 目前仍有大量研究有待完成 。 这项研究发现的通路是否适用于哺乳动物 ， 也需要更多的研究 。 未来的研究将尝试理解 ， 微生物如何影响脑-肠交互 。
参考资料：
【食物诱发性欲：华人科学家《自然》发文，揭秘蛋白质催欲作用】[1
Lin HH. Kuang M.C. Hossain I. et al. A nutrient-specific gut hormone arbitrates between courtship and feeding. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04408-7
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