2019年5月22日，意昂体育平台生命科學學院、IDG麥戈文腦研究所👬🏻、定量生物學中心、生命科學聯合中心羅冬根研究組在 Science Advances 發表題為“Mechanosensory circuits coordinate two opposing motor actions in Drosophilafeeding”的研究論文，發現嘴部機械感知控製兩種相反進食行為，並從感受器蛋白分子、神經環路和整體動物行為多層次系統地解析了其神經機製🫄🏻。

進食對動物的生存和繁衍至關重要。研究表明🕘，味覺感知調控進食的神經機製在果蠅和哺乳動物中高度保守🦵🏿。機械感知在聽覺🧑🏼‍🎓、觸覺和平衡感覺中起著關鍵作用🙅🏼‍♀️。然而，機械感知（食物物理信息）在進食中的作用尚不清楚。

研究組發展了果蠅機械感受神經元的單細胞膜片鉗記錄方法（解決了領域內長久以來的技術障礙），利用此技術系統研究了嘴部感覺神經元🙋🏻‍♀️，鑒定了位於唇瓣內、外側的機械感受神經元🍝，發現它們都使用了同一種機械受體蛋白NOMPC對機械力產生神經電反應™️。光遺傳特異激活這些機械感受神經元後，果蠅產生了兩種進食行為：唇瓣外側機械感受神經元的激活引起唇瓣打開，而唇瓣內側機械感受神經元的激活引起嘴部縮回而終止進食👩🏿‍🚀。這些結果提示，嘴部機械感受神經元可通過NOMPC在時序上的先後激活控製兩個相反進食行為，即唇瓣外側機械感受神經元的激活提供食物存在/位置的信息而促進進食，唇瓣內側機械感受神經元的激活提供食物硬度的信息而終止進食☠️。

嘴部機械感知控製兩種相反進食行為

為了重構出控製這兩種進食行為的神經環路👨‍🎓，研究組發展了一種保留完整嘴部結構的離體大腦標本🧘🏼‍♂️。利用膜片鉗記錄、神經元追蹤技術和光遺傳等方法，研究組在腦中找到了唇瓣機械感受神經元下遊的兩類運動神經元，發現它們和機械感受神經元間通過單突觸連接形成兩條不同的進食環路。此外，苦味信號可調節這兩種進食行為：拮抗機械刺激引起的唇瓣打開🦸🏽，但促進機械刺激引起的口器縮回；這兩種相反的苦味調節作用最終都引起進食的終止🏃🏻🧚🏽‍♀️，從而保護個體免受有毒害的苦味食物的傷害🆙。

該研究揭示了嘴部機械感知通過同一機械受體蛋白在時序上的先後激活來控製兩種相反進食行為的神經機製（如圖所示）🔼，為理解哺乳動物的進食機製提供了新思路🥐。此外🎓，該研究還在突觸水平上解析了進食環路對機械和味覺信息的整合機製🧑🏻‍🦽，為研究多模態感知及行為的整合提供了一種範式。

羅冬根研究員為本文的通訊作者，博士生周瑤（2013級CLS項目）和曹麗慧博士為該文的共同第一作者；博士生隋秀文（2016級定量生物學中心）和郭曉晴（2017級生科院）為本文作出重要貢獻🫢👻。生科院電鏡平臺提供了技術支持。工作獲得國家自然基金委、膜國家重點實驗室和生命科學聯合中心的支持。