细胞内氨基酸匮乏感知调节蛋白质食欲

蛋白质是一种关键的常量营养素，对食物摄入具有强有力的调控作用。在膳食蛋白质匮乏后，动物会表现出对富含氨基酸食物的补偿性偏好；然而，大脑如何检测并编码蛋白质饥饿状态仍不清楚。为回答这一问题，我们以黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）为模型，研究肽能神经元的功能。肽能神经元是一类主要的神经调质细胞群体，其中包含摄食行为和蛋白质稳态的重要调控因子。我们提供了一套高分辨率转录图谱，该图谱来自对取食充足和氨基酸剥夺果蝇脑中分离的单个肽能细胞核进行RNA测序。与资源节约性应答一致，差异表达分析显示，在氨基酸剥夺状态下存在广泛的转录下调。对差异表达候选基因的筛选鉴定出Lsp2——一种编码氨基酸储存蛋白的基因——是蛋白质摄入的调控因子。基因敲低和过表达实验表明，在一类表达肌抑制肽前体（Myoinhibiting peptide precursor，Mip）的特定肽能神经元中，Lsp2水平作为一种“刻度”来调节蛋白质食欲。我们进一步表明，氨基酸剥夺后的补偿性蛋白质摄食依赖于将Mip+神经元的活性维持在适当范围内。我们的研究结果揭示，肽能神经元能够直接感知细胞内蛋白质缺乏，并利用这一信息引导蛋白质摄入。通过将氨基酸储存与摄食的神经元控制联系起来，这项工作为理解大脑如何编码蛋白质需求奠定了基础。

蛋白质是一种关键的常量营养素，对食物摄入具有强有力的调控作用。在膳食蛋白质匮乏后，动物会表现出对富含氨基酸食物的补偿性偏好，然而，大脑如何检测并编码蛋白质饥饿状态仍不清楚。为解决这一问题，我们以黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）为模型，研究肽能神经元的功能。肽能神经元是一类主要的神经调质细胞群体，其中包括摄食行为和蛋白质稳态的关键调控因子。我们通过对从饱食和氨基酸剥夺状态果蝇脑中分离得到的单个肽能细胞核进行 RNA 测序，构建了一个高分辨率的转录图谱。与资源节约型反应一致，差异表达分析显示，在氨基酸剥夺状态下存在广泛的转录下调。对差异表达候选基因的筛选鉴定出 Lsp2——一种编码氨基酸储存蛋白的基因——是蛋白质摄入的调控因子。基因敲低和过表达实验表明，在一类特异性的、表达肌抑制肽前体（Myoinhibiting peptide precursor, Mip）的肽能神经元中，Lsp2 水平作为一种“计量器”调节蛋白质食欲。我们进一步表明，氨基酸剥夺后出现的补偿性蛋白质摄食依赖于将 Mip+ 神经元的活性维持在适当范围内。我们的研究结果揭示，肽能神经元能够直接感知细胞内蛋白质缺乏，并利用这一信息引导蛋白质摄入。通过将氨基酸储存与神经元对摄食的控制联系起来，这项工作为理解大脑如何编码蛋白质需求奠定了基础。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.20.732459v1?rss=1

🏷️ 蛋白质食欲 氨基酸匮乏感知 果蝇神经元 单细胞转录组 肽能神经调控 补偿性摄食