Cell子刊 | 一到饭点就心神不宁？中脑多巴胺神经元亚型对食物预期节律的调控机制

你是否会在固定饭点到来前就感到心神躁动，不自觉开始期待吃饭？很多动物也具备这种能力，即便脱离光照主导的生物钟，到即将进食的时间，就会提前变得活跃。这种对进餐时间的预判，不依靠大脑主生物钟，背后的神经机制长久以来没有完全阐明。

2026年9月17日，美国加州州立理工大学波莫纳分校Andrew D. Steele教授团队在《Current Biology》上发表研究“A population of dopaminergic neurons in the substantia nigra is required for food-anticipatory activity”。

该研究以条件性基因敲除小鼠为对象，探究黑质多巴胺神经元在食物预期活动中的作用，发现 Calbindin1 谱系的一小部分多巴胺神经元专门调控进食前的运动激活，却不影响动物对进餐时间本身的时间记忆，从遗传层面把 “对吃饭时间的感知记忆” 和 “饭前主动活动输出” 两种行为分离开，证明食物预期不同行为组分由不同神经环路调控。

核心亮点速览

• 多巴胺合成是食物预期活动的必要条件
  

• 5种主流分子亚型多巴胺神经元缺失，均不消除食物预期活动
  

• Calb1谱系多巴胺神经元选择性调控饭前运动，不影响时间记忆
  

多巴胺合成是食物预期活动的必要条件

研究首先利用 Slc6a3‑Cre 工具小鼠，在多巴胺转运体阳性神经元中敲除酪氨酸羟化酶（TH，多巴胺合成限速酶）。该基因敲除小鼠在限时喂食条件下，进食前的高活动水平几乎消失，证明多巴胺神经元的多巴胺合成是食物预期活动产生的必要条件。

为验证黑质多巴胺神经元的作用，向该敲除小鼠黑质注射病毒，重新表达 TH。即便小鼠整体自发活动依旧偏低、进食量没有改变，重建黑质少量神经元的多巴胺合成，就能够恢复进食前的预期运动行为。

因此，多巴胺合成是食物预期活动的必要条件；重建黑质少量多巴胺神经元即可恢复饭前预期运动。

哪类多巴胺神经元亚群负责调控“饭前躁动”？

为定位关键神经元亚群，研究使用 Crhr1、Foxp2、Ntsr1、Sox6、Slc17a6 共 5 种 Cre 工具品系，分别在不同分子定义的多巴胺亚群中敲除 TH。

上述 5 种品系均造成黑质 TH 阳性神经元大量丢失，部分品系神经元丢失比例可达 75%‑82%，部分小鼠整体活动量出现下降。但在限时喂食范式下，5 种基因敲除小鼠均能够发展出明显的进食前预期活动。

该结果说明，单独敲除上述任意一类多巴胺亚群，都不足以完全消除食物预期活动。存在两种可能性：一是不同亚型多巴胺神经元之间存在功能冗余；二是介导该行为的关键神经元，不属于这 5 类被靶向的分子亚型，提示需要寻找其他小众多巴胺细胞谱系。

Calb1 谱系多巴胺神经元选择性调控预期运动

团队采用 Calb1‑Cre 敲除 TH。

结果显示，敲除仅造成黑质约 23% 多巴胺神经元丢失，小鼠体重、摄食基础状态无明显异常，但进食前自发运动、跑轮形式的预期活动显著下降。

利用 FED3 多模态行为装置检测，该敲除小鼠虽然饭前跑轮活动缺失，但仍然保留饭前的探鼻觅食操作行为；在后续 48 小时饥饿处理时，探鼻觅食依旧会在既往的进食时间窗口重现，代表动物依旧记得进餐的时间信息。

因此，Calb1谱系多巴胺神经元敲除TH→特异性消除饭前预期运动，但动物保留对进食时间的记忆。

全文总结

该研究围绕不依赖视交叉上核的食物预期节律，对中脑多巴胺神经元开展遗传筛选。

研究证实多巴胺整体合成对食物预期活动不可或缺；重建黑质少量多巴胺神经元即可恢复饭前预期运动；5 种主流分子亚型多巴胺神经元的单独缺失不会废除该行为；Calb1 谱系多巴胺神经元敲除 TH，会特异性消除饭前预期运动，但动物依旧保留对进食时间的昼夜时间记忆。

研究实现食物预期行为不同组分的遗传分离，支持食物可牵引振荡器呈分布式网络的理论，为解析进食相关昼夜节律的神经环路提供新证据。

小编寄语

生活里我们常常有临近饭点就心神不宁的体验，这究竟是我们记住了时间，还是身体本能产生的躁动？这篇研究告诉我们，多巴胺系统不只是和快乐奖赏相关，还参与进食节律的行为表达。

进食节律异常常见于代谢疾病、神经退行性疾病，该研究区分时间感知与运动行为，可为节律紊乱的分型干预提供新思路；同时提示，节律相关干预需要区分计时记忆和行为输出，为后续转化研究提供动物范式参考。

https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.08.061