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科学家发现:被隔离的果蝇和人一样,吃得更多,睡得更少

发表时间:2021-08-30   浏览次数:

果蝇是群居动物。 但是当被隔离时,他们开始采取不同的行动——与隔离中的人类没什么不同。

新冠病毒引起的肺炎COVID-19 封锁打乱了睡眠时间表并拉长了腰围。 罪魁祸首可能是社会孤立本身。 根据刚刚发表在Nature上的一项新研究,来自美国洛克菲勒大学的科学家们发现,被隔离在试管中的孤独果蝇在社交隔离仅一周后就会睡得少,吃得多。 这些发现描述了与该群体的长期分离如何导致果蝇基因表达、神经活动和行为的变化,为研究人体对孤独的生物反应提供了首批强大的动物模型之一。

果蝇对社会孤立有特定的反应,研究者发现孤独会产生病理性后果,与一小群神经元的变化有关,他们已经开始了解这些神经元在做什么。

果蝇是群居动物,喜欢成群觅食,通过复杂的交配仪式互相唱小夜曲,在微型拳击比赛中打架。 然后他们就昏倒了:果蝇每天睡 16 个小时,在午睡和整晚的休息之间分开。

因此,当 Michael W. Young 实验室的助理研究员李万和 (Wanhe Li )开始研究慢性社会孤立的生物学基础时,她转向了群居且研究充分的果蝇。 对此Young表示: “一次又一次,果蝇让我们走上了正轨。很久以前,进化就为这些昆虫注入了大量的复杂性,当我们深入研究它们的系统时,我们经常发现一些在哺乳动物和人类中也表现出来的东西的雏形。”

李万和则补充道:“当我们没有路线图时,果蝇就会成为我们的路线图,”。

在这项研究中,首先比较了果蝇在各种封锁条件下的表现。7 天后,成群结队的不同大小的果蝇没有产生异常行为。 即使是从果蝇群中分离出来的两只果蝇也满足于彼此。 但是当一只果蝇被完全隔离时,这只孤独的果蝇开始吃得更多,睡得更少。

进一步的研究显示,一组与饥饿相关的基因在孤独果蝇的大脑中表达不同——这是观察到的孤立与暴饮暴食之间联系的诱人遗传基础。

李万和随后发现,一小组称为 P2 神经元的脑细胞参与了观察到的睡眠和进食行为的变化。 关闭长期隔离的果蝇的 P2 神经元可抑制暴饮暴食并恢复睡眠; 提高与该组分离的果蝇的 P2 仅一天后,它们就吃和睡,好像他们已经单独呆了整整一周一样。

李万和说道:“我们设法让果蝇误以为它是长期孤独的,P2 神经元似乎与对社会孤立持续时间或孤独程度的感知有关,就像计时器计算果蝇独处的时间一样。”

Young实验室煞费苦心地证实了这些观察结果。 他们设计了失眠果蝇,以确保单独缺乏睡眠不会导致暴饮暴食(它没有)。 他们测试了群体饲养的果蝇,以确定操纵 P2 神经元是否会导致社交果蝇的暴饮暴食和睡眠不足(它不会)。 最终,他们得出结论,只有 P2 神经元活动和社会隔离的完美风暴才会导致果蝇开始失眠和暴饮暴食。

科学家们早就观察到,许多群居动物——从果蝇到人类——在隔离时吃得更多,睡得更少。 原因一直不清楚。 对此,Young认为,一种可能性是社会孤立标志着对未来的某种程度的不确定性。 为艰难时期做好准备可能包括尽可能保持警觉和清醒,并在有食物时进食。

这项研究几乎无法证实 COVID-19 封锁中的人类吃得更多,睡得更少,这是由于与让孤独的果蝇饥饿和睡眠不足的相同生物学机制。 但是现在科学家已经确定了果蝇对慢性隔离做出反应的神经元和基因,未来的研究人员可以在实验动物和最终人类中寻找孤独、暴饮暴食和失眠之间的相应联系。

以临床为导向的研究表明,在过去的一年中,由于 COVID-19 的隔离预防措施,全球的大量成年人经历了显着的体重增加和睡眠不足,很可能果蝇出于共同的生物学原因正在模仿生活在大流行条件下的人类的行为。