催产素在杏仁核内对摄食的调节作用

朱永香　王倩　徐燕

[摘要]目的 觀察催产素（OT）在杏仁核内对摄食的调节作用。方法 选取48只雄性SD大鼠，将其中16只随机分为自由摄食组与禁食72 h组，每组各8只，应用免疫组织化学方法检测大鼠杏仁核内OT受体的表达。剩余32只大鼠行杏仁核内套管植入术，术后将其中16只大鼠随机分为两组，分别为杏仁核内注射OT组及杏仁核内注射生理盐水1组，每组各8只，分别检测大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量；另外16只术后大鼠随机分为两组，分别为杏仁核内注射催产素受体阻断剂（Atosiban）组及杏仁核内注射生理盐水2组，每组各8只，分别检测大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量。结果 禁食72 h组大鼠的杏仁核内OT受体表达高于正常摄食组，差异有统计学意义（P<0.05）；杏仁核内注射OT组大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量低于杏仁核内注射生理盐水1组，差异有统计学意义（P<0.05）；杏仁核内注射Atosiban大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量高于杏仁核内注射生理盐水2组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 OT在杏仁核内通过作用于其受体参与了摄食的调节作用。

[关键词]催产素；杏仁核；催产素受体阻断剂；摄食

[中图分类号] R395.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）8（a）-0004-04

Regulation of Oxytocin on feeding in the amygdaloid nucleus

ZHU Yong-xiang WANG Qian XU Yan YU Wei NAN Ying CAO Jian

Teaching and Research Room of Physiology， Department of Basic Medicine， Xi'an Medical University， Shanxi Province， Xi'an 710021， China

[Abstract] Objective To observe the regulation of Oxytocin （OT） on feeding in the amygdaloid nucleus. Methods Forty-eight male Sprague-Dawley （SD） rats were selected. Among them， 16 rats were randomly divided into free-feeding group and 72-hour fasted group， with 8 in each group. Immunohistochemistry was used to detect the expression of OT receptors in the rat amygdala. The remaining 32 rats were subjected to cannula implantation in amygdala and 16 of them were randomly divided into two groups， namely the injected with OT in amygdaloid nucleus group and the injected with normal saline in amygdaloid group 1 respectively， 8 rats in each group. Food intake was measured in rats at 0.5， 1， 2， and 3 h. Another 16 postoperative rats were randomly divided into two groups， namely the injected with OT receptor blocker （Atosiban） in amygdaloid nucleus group and the injected with normal saline in amygdaloid group 2 respectively， 8 rats in each group. Similarly， food intake of the rats was measured at 0.5， 1， 2， and 3 h. Results The expression of OT receptors in the amygdaloid nucleus of rats in the 72-hour fasted group was significantly higher than that in the normal feeding group， and the difference was statistically significant （P<0.05）. The food intake of rats of injected with OT in amygdaloid nucleus group at 0.5， 1， 2， and 3 h were lower than those in the injected with normal saline in amygdaloid group 1， and the differences were statistically significant （P<0.05）.The food intake of rats of injected with Atosiban in amygdaloid nucleus group at 0.5， 1， 2， and 3 h were higher than those in the injected with normal saline in amygdaloid group 2， and the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion OT participates in feeding regulation in the amygdaloid nucleus through acting on its receptors.

[Key words] Oxytocin； Amygdaloid nucleus； Atosiban； Food intake

催产素（Oxytocin，OT）是由下丘脑室旁核及视上核神经元合成的一种激素，部分OT通过神经元轴突运输至神经垂体储存，当机体需要时，将在此处被分泌至循环系统。下丘脑室旁核内合成OT的部分神經元轴突投射至其他脑区，如下丘脑腹内侧核、下丘脑背内侧核、杏仁核、内侧和外侧隔核、海马背侧及腹侧、蓝斑核、孤束核、迷走神经背运动核等。OT受体广泛分布在与食欲调控相关的脑区，如杏仁核、下丘脑腹内侧核、下丘脑背内侧核以及孤束核等。

OT的主要生理作用是在孕妇分娩过程中，促进子宫强烈收缩加速产程，在妇女哺乳期间，促进乳腺排出乳汁。然而，近年来的研究表明，OT具有强烈的抑制动物摄食及降低体重的作用[1-4]。厌食症患者的发病机制与OT对摄食的调控有关[5]。正常人鼻腔给予OT后，食物的摄入量明显减少，而肥胖患者鼻腔给予OT后，体重会明显降低，并未出现显著的副作用[6-8]。因此，OT有可能成为人类肥胖防治的一种新药。但关于OT抑制摄食的中枢机制研究还不明确。杏仁核是边缘前脑中与摄食调控关系密切的核团之一。杏仁核内既有OT神经纤维的投射，也有OT受体的分布，那么，有理由推测，OT在中枢神经系统内对摄食的调节作用可能与杏仁核的摄食调控作用密切相关。因此，本研究检测了大鼠能量摄入不足时，OT受体在杏仁核内的表达变化，探索杏仁核内OT受体在能量摄入调节中的作用；大鼠杏仁核内注射OT，检测大鼠摄食量的变化，探索外源性OT在杏仁核内对摄食的调节作用；最后，大鼠杏仁核内注射催产素受体阻断剂（Atosiban），检测大鼠摄食量的变化，探索内源性OT在杏仁核内对摄食的调节作用，本研究旨在为阐明OT对摄食调控的中枢机制提供创新性研究资料，现报道如下。

1对象与方法

1.1实验动物

本研究选用西安交通大学医学院实验动物研究中心提供的健康、活泼的48只雄性Sprague-Dawly（SD）大鼠，初始体重220～250 g。所有大鼠均分笼喂养，采用颗粒型大鼠饲料喂养，饮用自来水，室温21～25℃。

1.2主要仪器与试剂

主要试剂：OT及Atosiban（美国Sigma公司），兔抗催产素受体抗体（Santa Cruz公司），DAB试剂盒（北京中杉生物技术有限公司），羊抗兔SP试剂盒（北京中杉生物技术有限公司）。主要仪器：光学显微镜（Olympus，BX51），大鼠脑立体定位仪（日本NARISHIGE公司，SN-3）及图像分析软件（Image-Pro Plus）等。

1.3实验分组及处理

1.3.1禁食对杏仁核内催产素受体表达的影响 从48只SD大鼠中选取16只，将其随机分为两组，分别为自由摄食组与禁食72 h组，每组各8只。自由摄食组大鼠自由摄食，禁食72 h组大鼠禁食72 h，大鼠腹腔注射水合氯醛（40 mg/kg）麻醉后，剪开胸腔，暴露心脏，将插管经左心室插入主动脉内并固定，100 ml生理盐水迅速灌流，450 ml多聚甲醛固定液（40 g/L）继续灌流约2 h。取鼠脑置于4℃固定液4～6 h，再移入蔗糖溶液（200 g/L）约12 h。取出鼠脑做冰冻切片，厚度约40 μm，0.01 mol/L磷酸缓冲盐溶液（PBS）洗脑片。0.3%（ml/L）的H2O2孵育脑片30 min，洗脑片每次5 min，共3次，正常山羊血清封闭60 min。将脑片置入4℃兔抗大鼠OT受体抗体（1：300）孵育36 h，PBS冲洗，移入羊抗兔IgG（1：300）中1 h，PBS冲洗。移入S-A/HRP中1 h，PBS冲洗。DAB显色，将脑片裱于载玻片上，自然晾干后，酒精脱水，二甲苯透明、中性树胶封片。

1.3.2杏仁核内植入不锈钢套管术 剩余32只SD大鼠行杏仁核内套管植入术。将其腹腔注射水合氯醛（40 mg/kg）麻醉后，固定于鼠脑立体定位仪上，将不锈钢套管植入大鼠左侧杏仁核上方2.0 mm处（前囟后2.4 mm，向左旁开4.1 mm，硬脑膜下5.0 mm）植入套管，将3个不锈钢小螺丝固定于颅骨上，牙科水泥固定套管。术后大鼠腹腔内注射青霉素（每只20万单位/次）预防感染，待大鼠伤口痊愈、状态良好时开始后续实验。

1.3.3外源性催产素注射至杏仁核内对摄食量的影响 将16只术后痊愈的大鼠随机分为两组，每组各8只。其中一组大鼠食物撤去24 h后，采用微量注射器予大鼠杏仁核内注射生理盐水（杏仁核内注射生理盐水1组），另一组大鼠杏仁核内注射OT 10 μg（杏仁核内注射OT组）。分别检测两组大鼠0.5、1、2及3 h内的摄食量。注射时，微量注射器针尖在套管下方2.0 mm处，注射时间持续2 min，注射完毕后，注射器要停留在杏仁核内2 min。

1.3.4杏仁核内注射催产素受体阻断剂对摄食量的影响 将另外16只术后痊愈的大鼠随机分为两组，每组各8只。其中一组大鼠食物撤去24 h后，采用微量注射器予大鼠杏仁核内注射生理盐水（杏仁核内注射生理盐水2组），另一组大鼠杏仁核内注射Atosiban 20 μg（杏仁核内注射Atosiban组）。分别检测以上两组大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量。注射时，微量注射器针尖在套管下方2.0 mm处，注射时间持续2 min，注射完毕后，注射器要停留在杏仁核内2 min。

1.3.5杏仁核定位 实验结束后，大鼠腹腔注射水合氯醛（40 mg/kg）进行麻醉后，经套管注射旁胺天蓝，注射完毕后微量注射器停留2 min，将大鼠灌流固定，断头取脑，将鼠脑放入10%多聚甲醛中固定约1 d，取鼠脑做冰冻切片，厚度40 μm，中性红染色，酒精脱水，二甲苯透明，对照大鼠脑定位图谱，10×10光镜下观察注射位置，位置不准确的数据排除实验。

1.4统计学方法

采用SPSS 18.0统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1禁食72 h组与正常摄食组大鼠杏仁核内OT受体表达的比较

光镜下杏仁核内OT受体阳性神经元的细胞膜上出现黃色颗粒。自由摄食组大鼠杏仁核内OT受体阳性神经元染色较浅，平均光密度值为0.3015±0.0127；禁食72 h组大鼠杏仁核内OT受体免疫反应阳性神经元染色较深，平均光密度值为0.4102±0.0305。禁食72 h组大鼠的杏仁核内OT受体表达高于正常摄食组，差异有统计学意义（P<0.05）（图1）。

2.2杏仁核内注射OT组与注射生理盐水1组大鼠不同时间摄食量的比较

杏仁核内注射OT组大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量均低于杏仁核内注射生理盐水组，差异有统计学意义（P<0.05）（表1）。

2.3杏仁核内注射Atosiban组与注射生理盐水2组大鼠不同时间摄食量的比较

杏仁核内注射Atosiban大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量均高于杏仁核内注射生理盐水组，差异有统计学意义（P<0.05）（表2）。

3讨论

OT是由9个氨基酸组成的神经激素，能够促进分娩过程中孕妇子宫强烈收缩从而加速产程，也可促进哺乳期妇女乳腺排出乳汁。另外，OT还与神经退行性疾病的发病机制有关[9]，并参与社会认知过程[10-11]，也参与体液平衡的调节机制[12]。然而，最近的研究热点集中在OT对摄食的调节作用[13-14]。大鼠侧脑室或外周注射OT均呈剂量依赖性地减少摄食、降低体质量。人体鼻腔内给予OT可抑制奖赏驱动的食物摄入[6]。厌食症患者外周OT水平明显升高，导致其食欲降低。相反，普拉德威利综合症患者下丘脑室旁核内表达OT的神经元数量明显减少，导致其摄食过多，出现病态肥胖。最近研究显示，儿童肥胖与OT受体多态性有关[15]。以上研究表明，OT对动物及人类均具有明显抑食及降低体质量的作用，并与人类营养代谢异常疾病密切相关，因此，OT可能成为人类营养代谢异常疾病防治的一种新药。

由于OT神经元轴突投射至大脑的多个区域，这些区域既参与摄食的奖赏机制，也参与能量平衡的调节作用，因此，OT对摄食调节的机制是复杂的[16]。研究证实OT在下丘脑腹内侧核对摄食具有抑制作用[17]，提示OT在下丘脑内可能参与能量平衡的调控机制。OT在腹侧被盖区和伏核能抑制可口性食物的摄入[18-19]，提示OT可通过抑制奖赏作用减少食物摄入。最近有研究指出，OT可通过增强人类认知控制能力抑制食物的摄入[20]。杏仁核是边缘前脑中与摄食行为调控关系密切的核团之一。神经肽Y、胃促生长素等在杏仁核内均具有调节摄食的作用。杏仁核内既有OT神经纤维末梢的投射，也有OT受体的分布，由此推测，OT在杏仁核内可能同样参与摄食的调控过程。

为确定催产素在中枢神经系统内对摄食的调节作用是否与杏仁核有关，本研究选取其中一组大鼠禁食72 h，减少大鼠的能量摄入，检测催产素受体在杏仁核内的表达变化。本研究结果提示，禁食72 h组大鼠的杏仁核内OT受体表达高于正常摄食组，差异有统计学意义（P<0.05）。这是由于能量摄入不足时，下丘脑室旁核内OT的合成和释放减少，运输至杏仁核的OT也相应减少，从而导致OT受体在杏仁核内的表达上调，提示杏仁核内的OT受体参与大鼠摄食调节的过程。

为确定OT在杏仁核内对摄食调节的直接作用，本研究给两组禁食24 h大鼠杏仁核内分别注射外源性OT和生理盐水，于0.5、1、2、3 h内检测大鼠的摄食量。结果提示，杏仁核内注射OT组大鼠0.5、1、2、3 h内的摄食量低于杏仁核内注射生理盐水2组，差异有统计学意义（P<0.05）。提示外源性OT在杏仁核内对摄食具有抑制作用，并且其减少摄食的作用起效较快，持续时间也比较长，之后应进一步延长观察时间，以检测OT在杏仁核内对摄食抑制作用的最长持续时间。

为确定内源性OT在杏仁核内对摄食的调节作用，本研究给两组禁食24 h大鼠杏仁核内分别注射20 μg Atosiban和生理盐水，于0.5、1、2、3 h内检测大鼠的摄食量。结果提示，杏仁核内注射Atosiban的大鼠0.5、1、2、3 h内摄食量高于杏仁核内注射生理盐水2组，差异有统计学意义（P<0.05）。提示Atosiban与OT竞争占据了杏仁核内的OT受体，从而阻断内源性OT在杏仁核内对摄食的调节作用，导致大鼠摄食量增多。由此推测，内源性OT在杏仁核内对大鼠的摄食具有抑制性调节作用。

综上所述，本研究将OT对摄食的调节作用与杏仁核对摄食的调节作用关联起来，为OT在中枢神经系统内对摄食的调节作用提供了新的研究资料，但OT在杏仁核内对摄食的具体调节机制尚不清楚，未来应进一步研究OT在杏仁核内对摄食的调节作用是否与味觉感受、情绪反应以及杏仁核内调节摄食的其他激素或神经递质有关。

[参考文献]

[1]Ho JM，Blevins JE.Coming full circle：contributions of central and peripheral oxytocin actions to energy balance[J].Endocrinology，2013，154（2）：589-596.

[2]Noble EE，Billington CJ，Kotz CM，et al.Oxytocin in the ventromedial hypothalamic nucleus reduces feeding and acutely increases energy expenditure[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2014，307（6）：R737-R745.

[3]Blevins JE，Ho JM.Role of oxytocin signaling in the regulation of body weight[J].Rev Endocr Metab Disord，2013，14（4）：311-329.

[4]Roberts ZS，Wolden-Hanson TH，Matsen ME，et al.Chronic hindbrain administration of oxytocin is sufficient to elicit weight loss in diet-induced obese rats[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2017，313（4）：R357-R371.

[5]J Russel，S Maguire，GE Hunt，et al.Intranasal oxytocin in the treatment of anorexia nervosa：Randomized controlled trial during re-feeding[J].Psychoneuroendocrinology，2017，（87）：83-92.

[6]Ott V，Finlayson G，Lehnert H，et al.Oxytocin reduces reward-driven food intake in humans[J].Diabetes，2013，62（10）：3418-3425.

[7]Zhang H，Wu C，Chen Q，et al.Treatment of obesity and diabetes using oxytocin or analogs in patients and mouse models[J].Plos One，2013，8（5）：e61477.

[8]Thienel M，Fritsche A，Heinrichs M，et al.Oxytocin's inhibitory effect on food intake is stronger in obese than normal-weight men[J].Int J Obes（Lond），2016，40（11）：1707-1714.

[9]Lee JH，Zhang JY，Wei ZZ，et al.Impaired social behaviors and minimized oxytocin signaling of the adult mice deficient in the N-methyl-d-aspartate receptor GluN3A subunit[J].Exp Neurol，2018，（305）：1-12.

[10]Kis A，Hernádi A，Miklósi B，et al.The way dogs（Canis familiaris）look at human emotional faces is modulated by oxytocin.An Eye-Tracking Study[J].Front Behav Neurosci，2017，（11）：210.

[11]Plessow F，Marengi DA，Perry SK，et al.Effects of intranasal oxytocin on the blood oxygenation level-dependent signal in food motivation and cognitive control pathways in overweight and obese Men[J].Neuropsychopharmacology，2018， 43（3）：638-645.

[12]Ryan PJ，Ross SI，Campos CA，et al.Oxytocin-receptor-expressing neurons in the parabrachial nucleus regulate fluid intake[J].Nat Neurosci，2017，20（12）：1722-1733.

[13]Skinner JA，Garg ML，Dayas CV，et al.Relationship between dietary intake and behaviors with oxytocin：a systematic review of studies in adults[J].Nutr Rev，2018，76（5）：303-331.

[14]Lawson EA.The effects of oxytocin on eating behaviour and metabolism in humans[J].Nat Rev Endocrinol，2017，13（12）：700-709.

[15]Bush NR，Allison AL，Miller AL，et al.Socioeconomic disparities in childhood obesity risk：association with an oxytocin receptor poly-morphism[J].JAMA Pediatr，2017，（171）：61-67.

[16]Maejima Y，Yokota S，Nishimori K，et al.The anorexigenic neural pathways of oxytocin and its clinical implication[J].Neuroendocrinology，2018，107（1）：489263.

[17]Kockars OA，Waas JR，Klockars A，et al.Neural basis of ventromedial hypothalamic oxytocin-driven decrease in appetite[J].Neuroscience，2017，（366）：54-61.

[18]Mullis K，Kay K，Williams DL.Oxytocin action in the ventral tegmental area affects sucrose intake[J].Brain Res，2013， 1513（23）：85-91.

[19]Herisson FM，Waas JR，Fredriksson R，et al.Oxytocin acting in the nucleus accumbens core decreases food intake[J].Jneuroendocrinol，2016，28（4）：12381.

[20]Spetter MS，Feld GB，Thienel M，et al.Oxytocin curbs calorie intake via food-specific increases in the activity of brain areas that process reward and establish cognitive control[J].Sci Rep，2018，8（1）：2736.

（收稿日期：2018-05-09 本文編辑：孟庆卿）