J Neurosci：春意盎然！墨爾本大學Lawrence團隊揭示終紋床核腦啡肽神經元參與鹽食欲的神經機制

撰稿：雷澤_赤紅甲

排版：腦聲常談

鹽，是維持生命不可或缺的物質。對于陸生動物而言，身體對鹽的需求催生了一種特殊的本能——鹽食欲。當體內缺鈉時，動物會主動尋找鹽分，就連平時覺得太咸、令人避之不及的高濃度鹽水，也會變得格外誘人。這種本能驅動的行為，是生命在億萬年的演化中形成的精妙調控機制。

令人驚訝的是，驅動我們“想吃鹽”的神經機制，與驅動藥物成癮的機制之間，似乎存在著千絲萬縷的聯系。科學家發現，在缺鈉的小鼠下丘腦外側區，那些與阿片成癮、可卡因成癮相關的基因會異常活躍。這暗示著，大腦中原本用于感受獎賞、驅動愉悅行為的“獎賞回路”，在身體需要鹽時被“征用”了，從而賦予鹽分強烈的吸引力。

圖片來源：PNAS

那么，大腦中具體是哪些區域在指揮這場“尋鹽行動”呢？早期的研究通過電擊損毀特定腦區發現，如果破壞下丘腦外側區、腹內側核、中央杏仁核或終紋床核，缺鈉大鼠的鹽攝入量就會顯著下降。這些腦區如同一張精密的網絡，其中中央杏仁核和終紋床核的聯系尤為密切，它們不僅接收味覺信息，還深度參與情緒調控、動機行為乃至成癮過程。這張網絡的存在，將“缺鹽”這個生理信號，轉化為了“找鹽”的行為驅動力。

在這張網絡中，一類被稱為“阿片”的信號分子扮演著關鍵角色。當科學家向中央杏仁核注射激活μ型阿片受體的藥物時，大鼠會瘋狂地喝下高濃度鹽水；反之，如果注射阻斷該受體的藥物，即使在缺鹽狀態下，大鼠的鹽攝入量也會大幅下降。我們前期的研究也證實，在缺鹽的小鼠中央杏仁核中，正是那些含有腦啡肽的神經元，在鹽分攝入后被激活，成為驅動鹽食欲的重要節點。

圖片來源：PNAS

現在，我們的目光投向了另一個關鍵腦區——終紋床核。研究發現，在缺鈉的不同階段（無論是剛開始缺鈉、持續缺鈉，還是補鈉之后），終紋床核中一個叫做背內側區的部位，都會持續出現神經元激活的標志。這提示我們，終紋床核可能是鈉穩態調控中的一個關鍵樞紐。

圖片來源：Journal of Chemical Neuroanatomy

2026年3月17日，《The Journal of Neuroscience》雜志在線刊登了墨爾本大學弗洛里神經科學與心理健康研究所Andrew J Lawrence研究組的最新重要工作，該研究提出終紋床核（BNST）內含腦啡肽的神經元在基于生理需求的鹽食欲中發揮重要作用，并探究這群神經元的全腦連接圖譜，為進一步探索鹽食欲網絡中該群神經元的上游調控與下游投射靶點奠定了基礎。

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抑制終紋床核腦啡肽神經元特異性降低鈉耗竭小鼠的鹽攝入量

為探究終紋床核腦啡肽神經元（BNSTENK）在鹽攝入中的潛在作用，本研究采用化學遺傳學方法，抑制鈉耗竭的pENK-Cre小鼠終紋床核腦啡肽神經元，并評估其攝食行為（圖1a）。在所有小鼠中，病毒擴散主要集中于終紋床核背側區域（圖1b-e）。以病毒（hM4Di或mCherry）、藥物（CNO或生理鹽水）和性別（雄性或雌性）為因素進行統計分析，結果顯示各處理組雌雄小鼠間0.3 M NaCl攝入量均無顯著變化。因此，后續分析將合并兩性數據。

分析表明，在0.3 M NaCl攝入量（2小時）上，藥物與病毒之間存在顯著的交互作用。表達hM4Di的小鼠在接受CNO注射時，其0.3 M NaCl溶液攝入量顯著低于接受生理鹽水注射時（圖1f）。與攜帶對照mCherry病毒的小鼠接受相同劑量CNO相比，CNO注射僅對表達hM4Di的小鼠有效降低鹽攝入量，而在表達mCherry病毒的小鼠中，CNO與生理鹽水處理相比對鹽攝入量無影響，從而排除了CNO或氯氮平的脫靶效應（圖1f）。此外，不同病毒組間生理鹽水注射對0.3 M NaCl溶液攝入量無影響（圖1f）。圖1g展示了2小時測試期間不同時間點的鹽累積攝入量。

對總飲水量和食物攝入量進行分析，結果顯示性別主效應及藥物、病毒與性別的交互作用均不顯著，故合并兩性數據進行后續分析。總飲水量分析顯示無顯著效應（圖1h）。食物攝入量分析顯示病毒主效應顯著，但進一步分析表明，表達hM4Di與表達mCherry的小鼠在CNO處理或生理鹽水處理后均無顯著變化（圖1j）。飲水和食物攝入2小時測試的累積攝入時間點分別見圖1i和圖1k。

那么，抑制終紋床核腦啡肽神經元是否影響其它相關腦功能呢？

筆者注：鹽食欲的生理意義：陸生動物在演化過程中形成了獨特的“鹽食欲”——一種在缺鈉狀態下主動尋求并攝入鹽分的本能行為。這種由生理需求驅動的行為，體現了中樞神經系統對體液穩態的精細調控。當機體處于鈉耗竭狀態時，原本嫌惡的高濃度鹽水變得具有吸引力，驅使動物攝入鹽分以恢復內環境穩定。這一過程涉及終紋床核、中央杏仁核等多個腦區，以及阿片信號系統在內的復雜神經環路。

圖1 抑制BNSTENK對鹽攝入的特異性抑制作用

抑制終紋床核腦啡肽神經元不影響味覺偏好

為評估調控終紋床核腦啡肽神經元及CNO本身是否影響對咸、甜、苦味溶液的味覺偏好，本研究在鹽充足狀態下對攜帶hM4Di表達的終紋床核腦啡肽神經元小鼠及注射相同劑量CNO的對照mCherry小鼠進行了一系列味覺偏好實驗（圖2a）。三種味覺溶液的偏好度（圖2c、2e、2g）以及糖精（圖2f）和奎寧（圖2h）測試期間的總液體攝入量在雌雄小鼠之間均無顯著差異（完整統計分析結果見補充表S2）。因此，后續分析均合并兩性數據。

對于0.44% NaCl溶液的偏好度，無論基線狀態、生理鹽水注射后還是CNO給藥后，mCherry與hM4Di表達小鼠之間均無顯著差異（圖2c）。為清晰起見，基線偏好數據見圖S1。鹽溶液攝入量在不同性別之間存在差異（圖2d），但總體而言，鹽攝入量不受病毒類型或藥物類型的影響。鹽偏好測試期間的飲水量在各組間無顯著差異，且與鹽溶液攝入量相當。

在甜味溶液偏好方面，處理主效應呈邊緣顯著（圖2e），但病毒主效應及處理與病毒的交互作用均不顯著。混合效應模型分析顯示，與飲水相比，小鼠攝入更多糖精溶液，但該效應與病毒類型或藥物無關（圖2f）。

最后，在鹽充足狀態下，奎寧溶液的偏好度在處理或病毒因素上均無顯著差異（圖2g）。與飲水量相比，小鼠對奎寧溶液表現出明顯厭惡，但該效應與病毒類型或藥物無關。

圖2 抑制BNSTENK不影響味覺偏好

抑制終紋床核腦啡肽神經元不影響運動與焦慮

為進一步評估hM4Di信號作用于終紋床核腦啡肽神經元及CNO本身效應的特異性，本研究在明暗箱中檢測了小鼠的運動活性及焦慮樣行為。運動活性通過測量所有區域的總運動距離進行評估，而光區總運動距離、光區運動距離百分比及光區總停留時間則作為焦慮樣行為的替代指標。

于BNSTENK 內表達hM4Di與mCherry的小鼠被分為兩組，分別于15分鐘明暗箱測試開始前30分鐘腹腔注射CNO或生理鹽水。以病毒（hM4Di或mCherry）、藥物（CNO或生理鹽水）和性別（雄性或雌性）為因素對所有數據集進行三因素方差分析。

結果顯示，各組間在明暗箱總運動距離（圖3a）、光區總運動距離（圖3b）及光區總停留時間（圖3d）上均無顯著差異。光區運動距離百分比（圖3c）存在性別差異，且病毒×藥物×性別交互作用顯著：表達hM4Di的雄性小鼠在接受CNO處理后，以及表達mCherry的雄性小鼠在接受生理鹽水處理后，其光區運動距離百分比均高于相應的雌性小鼠。然而，總體而言，光區運動距離百分比不受病毒或藥物處理的主效應影響，病毒與藥物亦無交互作用。

盡管化學遺傳學方法為解析特定神經元或通路的功能提供了重要手段，但該方法存在潛在混雜因素，如CNO向氯氮平的反向代謝及CNO本身的脫靶效應。本研究采用與既往研究相同劑量的CNO，且所有小鼠（包括mCherry對照組）均以平衡方式接受相同劑量的CNO。因此，可以確信，CNO及氯氮平（在所采用的劑量下）均未產生干擾本研究數據解釋的靶向或脫靶效應，從而明確了Gi介導的終紋床核腦啡肽神經元信號傳導對基于生理需求的鹽食欲具有特異性調控作用。

值得注意的是，本研究未觀察到致焦慮效應，這與激活dBNST中CaMKIIα細胞h4MDi介導信號所產生的結果形成對比。在前部dBNST中，CaMKIIα表達于約15%的神經元，主要分布在內囊周圍、卵圓核及聯合核周圍。相比之下，前部BNST中表達ENK的神經元主要為GABA能神經元，而dmBNST和束間BNST中約5%的ENK細胞表現為谷氨酸能。近期單細胞圖譜研究進一步提示，小鼠BNST中存在兩群ENK神經元：aBNST中的GABA能神經元和pBNST中兼具GABA能與谷氨酸能特性的神經元。

為進一步驗證靶向特異性，本研究進行了免疫組化染色，以評估病毒轉染的BNSTENK細胞是否共表達CaMKIIα（圖4）。結果顯示，盡管在BNSTENK細胞附近觀察到CaMKIIα表達，但二者屬于不同的神經元亞群。因此，本研究主要激活了表達于BNSTENK/GABA能神經元上的h4MDi受體，該類神經元約占aBNST中所有GABA能神經元的37%。這表明，雖然h4MDi介導的信號作用于dBNST中的CaMKIIα細胞可誘發焦慮，但作用于幾乎全部為GABA能的BNSTENK細胞時，至少在明暗箱測試中，對焦慮樣行為或一般活動無影響。這一結果與既往研究一致，即BNST中GABA能細胞的急性Gq介導信號具有致焦慮效應，而急性Gi或Gs介導信號對該類細胞的焦慮樣行為及運動活性均無影響。

那么，終紋床核腦啡肽神經元如何受其他腦區支配以及行使其功能呢

筆者注：明暗箱是行為神經科學中用于評估嚙齒類動物焦慮樣行為的經典實驗裝置。該裝置由一個明箱和一個暗箱組成，兩個箱體之間設有通道供動物自由穿梭。明箱通常采用高亮度照明，暗箱則保持昏暗或無光狀態。嚙齒類動物具有避光的天性，但同時又具有探索新奇環境的本能，二者之間的沖突可反映動物的焦慮水平。

本研究中，表達hM4Di與mCherry的小鼠在CNO或生理鹽水處理后，各組間在總運動距離、光區總運動距離及光區總停留時間上均無顯著差異（圖3a、3b、3d）。光區運動距離百分比雖存在性別差異及交互作用（圖3c），但整體不受病毒或藥物處理的主效應影響。這表明，Gi介導的終紋床核腦啡肽神經元信號傳導既不改變小鼠的一般運動活性，也不誘發焦慮樣行為。這一結果為明確該神經通路特異性調控鹽食欲而非廣泛影響情緒或運動功能提供了重要依據。

圖3 抑制BNSTENK不影響運動與焦慮水平

圖4 BNSTENK極少與CaMKIIα共表達

終紋床核腦啡肽神經元的輸入與輸出

鑒于目前對終紋床核腦啡肽神經元環路的認知有限，且該神經元群體在鹽食欲中發揮潛在作用，本研究旨在解析BNSTENK神經元的連接組，以識別可能調控該行為的潛在傳入與傳出神經元群體。首先，本研究采用基于糖蛋白缺失狂犬病毒示蹤劑的逆行單突觸示蹤策略，評估了支配BNSTENK神經元的上游投射。

在三只pENK-Cre小鼠的BNST中驗證了RVdG-mCherry與AAV5-TVA-GFP共表達的起始細胞后（圖5a、b），全腦定量分析識別出主要的上游輸入區域，這些輸入在不同個體間因起始細胞表達模式而異，但主要來源于泛杏仁核、下丘腦和丘腦（圖5c-e）。然而，由于雙病毒方法獲得的起始細胞群體存在差異，不同小鼠之間確實存在離散的差異。例如，3號小鼠的BNSTENK細胞顯示出來自外側膝狀體腹側的強烈輸入，該區域作為視覺系統的一部分，直接支配BNST的紡錘形小細胞亞區。

在與鹽食欲可能相關的環路方面，本研究觀察到來自中央杏仁核、下丘腦外側區和下丘腦腹內側核對BNSTENK細胞的輸入，同時臂旁核中亦散在分布有逆向標記細胞。為明確BNSTENK細胞的傳出投射，本研究后續通過在pENK-Cre小鼠的BNST內注射pAAV-hSyn-FLEX-mGFP-SYN-mRuby，評估了全腦范圍內的順行投射。

在驗證病毒于BNST內的擴散范圍后（圖6a，圖S2），本研究通過定量分析全腦范圍內GFP陽性纖維與mRuby陽性點狀結構的重疊區域，作為BNSTENK神經元投射的替代指標（圖6b-e，圖S2）。根據熒光強度評分標準生成熱力圖，其中GFP（綠色）與mRuby（品紅色）熒光信號最強區域以深色表示，信號最弱區域以淺色表示（圖6d-e，圖S3）。

在全腦范圍內，杏仁核與BNST含有最高密度的ENK陽性投射纖維及點狀標記。在BNST內部觀察到強烈的腦啡肽能微環路，表現為極高密度的GFP與mRuby共標記。在杏仁核及泛杏仁核區域內，中央杏仁核與內側杏仁核接受高密度投射，隨后為尾側無名質的中等強度免疫標記。下丘腦區域整體呈現中等強度的ENK陽性投射，其中下丘腦腹內側核與未定帶投射最為密集。

在腦橋水平，BNSTENK神經元對臂旁核的投射最為強烈，其中中央外側、背內側、外側外側及內側亞區均呈現中至高密度投射（圖6e）。此外，本研究亦檢測到藍斑前核的中等強度ENK陽性投射，該區域部分延伸至Barrington核及內側臂旁核（圖S4）。

在紋狀體與隔區范圍內，GFP陽性纖維與mRuby陽性點狀結構整體呈稀疏分布，僅背內側紋狀體區域觀察到相對較強的投射（圖S3）。丘腦整體可見少量散在分布的GFP纖維與mRuby終扣。同樣，中腦區域整體呈現低密度免疫標記纖維與點狀結構，但腳橋被蓋核與黑質區域顯示中至高密度投射。最后，延髓區域的投射整體水平較低（圖S3）。

圖5 BNSTENK的輸入

圖6 BNSTENK的輸出

本文的局限性

本篇文章十分精彩，但并非完美無瑕：

1、機制上來講，盡管作者做了很多實驗來驗證BNST腦啡肽陽性神經元對鹽平衡的必要性，但此類神經元可以釋放腦啡肽，可以釋放GABA，還可能釋放其他神經肽；那么，哪類突觸遞質為鹽平衡的核心分子，以及哪個下游的哪種受體參與其中，非常值得進一步探究。

2、邏輯上來講，本文充分驗證BNST腦啡肽陽性神經元的必要性，但未驗證其驅動鹽攝入的充分性。雖然hM4Di實驗的重要性遠超hM3Dq實驗，但不代表后者不能提供信息。

3、方法學來講，只用明暗箱檢測焦慮指標，有些單薄。

4、BNST如何接受鹽平衡相關內穩態的信號，有待進一步探索。

總結

鈉的過度攝入與多種危害健康的狀況密切相關。因此，深入理解驅動鈉食欲的神經機制具有重要的科學意義與臨床價值。本研究綜合運用神經解剖學、轉基因技術、行為學及化學遺傳學等方法，在雄性與雌性pENK-Cre小鼠中探討了終紋床核腦啡肽神經元在鈉食欲調控中的作用。

研究結果表明，Gi介導的信號作用于終紋床核腦啡肽神經元可特異性調控鈉耗竭狀態下的鹽攝入行為，而在鈉充足狀態下對味覺偏好無顯著影響。此外，Gi介導的信號作用于該群神經元對剝奪誘導的食物攝入、水攝入及焦慮樣行為均無影響。通過Cre依賴性逆行跨突觸示蹤及順行腺相關病毒示蹤技術，本研究揭示了終紋床核腦啡肽神經元與泛杏仁核、丘腦及下丘腦之間的神經連接。

綜上所述，本研究證實終紋床核腦啡肽神經元是調控基于生理需求的鹽食欲的關鍵組成部分，并闡明了該群神經元的廣泛連接模式，為未來針對該環路的干預研究提供了重要的解剖學基礎。

參考文獻：

Anversa RG, Teng KS, Viden A, Ch'ng SS, Richards BK, Catsburg T, Pearl AJ, Walker LC, Perry CJ, Smith CM, Lawrence AJ. Bed nucleus of stria terminalis enkephalin neurons contribute to depletion-induced salt appetite. J Neurosci. 2026 Mar 17:e2290252026. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2290-25.2026. Epub ahead of print. PMID: 41844279.

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