吃了一份不干凈的食物,上吐下瀉之后,很長一段時間里,只要聞到類似的氣味就反胃、避之不及。這不僅僅是心理陰影,而是一種寫在基因里的快速學習與避險行為,對動物(包括人類)的生存至關重要。
但一個關鍵問題長期懸而未決:吃下致病菌后的短短幾十分鐘到幾小時內,大腦和身體其他器官是如何協同工作,快速改寫對同款食物的喜好判斷的?
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2026年4月16日, 德國波恩大學醫學院Ilona C. Grunwald Kadow教授團隊在《Neuron》上發表的研究:“A bidirectional brain-fat body axis for pathogen avoidance ”找到了答案:
當果蠅吃下致病菌后,其脂肪體(相當于我們的肝臟和脂肪組織)與大腦中的章魚胺能神經元,通過抗菌肽DptB互相通訊,最終指揮脂肪體釋放多巴胺,直接改變大腦對食物氣味的喜好判斷,讓果蠅從被吸引轉為主動避開。
雖然果蠅與人類有別,但這種免疫-代謝-神經的協同邏輯在進化中高度保守。該研究為理解食物厭惡、病態行為等身心交互現象提供了全新的分子靶點。
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果蠅如何識別致病菌?
研究者利用flyPAD 進食選擇系統發現,正常果蠅吃下致病菌后會主動回避其氣味;敲除多數抗菌肽(ΔAMPs)后,果蠅反而偏好致病菌氣味。進一步篩選鎖定關鍵分子DptB,缺失后果蠅完全失去避險能力。意外的是,DptB 主要在頭部脂肪體和章魚胺能神經元中表達,而非腸道。
因此,DptB 是果蠅感知致病菌、啟動避險行為的核心信號分子。
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DptB的信號如何傳遞?
章魚胺是昆蟲體內類似于哺乳動物去甲腎上腺素的物質。研究發現,一群特定的章魚胺能神經元通過Octβ2R受體,與脂肪體形成了類似哺乳動物的神經-脂肪連接。
用雙光子鈣成像和光遺傳學激活這群神經元,可以直接引發脂肪體細胞的鈣信號反應。這群神經元本身還表達PGRP-LC免疫受體,能夠直接感知細菌成分。恢復這群神經元中的DptB表達,就能挽救果蠅的避險缺陷。
因此,章魚胺能神經元直接將有致病菌的信號傳遞給脂肪體。
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顛覆發現:脂肪體釋放多巴胺調控行為
研究意外發現,果蠅的脂肪體自身能合成并釋放多巴胺。
實驗證實,章魚胺通過Octβ2R受體觸發脂肪體劑量依賴性地釋放多巴胺。一旦抑制脂肪體合成多巴胺,果蠅的避險能力立刻喪失。而腦內傳統的多巴胺能神經元并不參與此過程。
這意味著,脂肪體不僅僅是被動的能量倉庫,它還是一個能感知神經信號、并主動分泌神經遞質來遠程調控大腦行為的內分泌器官,直接向大腦發送避險信號。
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多巴胺如何改變果蠅對致病菌氣味的偏好?
脂肪體釋放的多巴胺,最終作用于大腦蕈狀體輸出神經元(MBONs) 上的Dop1R1受體。
在正常情況下,果蠅會被致病菌的氣味所吸引。但攝入致病菌后,MBONs對該氣味的鈣響應顯著增強。這種增強的神經活動,正是通過Dop1R1受體介導的。一旦抑制該受體,果蠅便恢復對致病菌氣味的偏好。該通路讓果蠅從被吸引轉為主動避開,實現快速行為切換。
也就是說,脂肪體多巴胺通過調控 MBONs,直接改寫果蠅對致病菌氣味的喜好判斷。
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全文總結
本研究以果蠅為模型,發現一條全新大腦-脂肪體雙向調控軸:攝入致病菌后,章魚胺能神經元與脂肪體共同感知信號并誘導 DptB;章魚胺通過 Octβ2R 激活脂肪體釋放多巴胺,再作用于 MBONs 的 Dop1R1,使果蠅對致病菌氣味由吸引轉為排斥。
這一發現對人類健康研究極具啟示:哺乳動物的脂肪組織,是否也能在食物中毒、腸道感染或炎癥狀態下,釋放多巴胺或類似神經遞質?我們在吃壞東西后對某種食物產生的長期厭惡、回避反應,背后是否也存在相似的神經-脂肪-免疫對話機制?
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小編寄語:
以前我們以為避開有害物質主要是大腦在主導決策。但 Kadow 團隊的這項研究發現,長期被視作僅負責儲能的脂肪體,竟能在感知病原體后主動釋放多巴胺,直接調控大腦的獎賞環路,改寫動物對危險食物的認知與偏好。
這也為人類食物中毒后出現的持續性厭惡反應提供了全新解釋,這種反應是身體通過神經 - 代謝對話啟動的自我保護機制,用最直接的方式提醒我們不要重蹈覆轍。
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https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.03.026
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