《Molecular Psychiatry》:Striatal dopamine tone is positively associated with adiposity in humans as determined by PET using dual dopamine type-2 receptor antagonist tracers
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为解决肥胖与大脑多巴胺 D2 受体结合电位(D2BP)关系研究结果不一致的问题,研究人员开展了用正电子发射断层扫描(PET)测量纹状体 D2BP 的研究。结果发现肥胖与纹状体多巴胺张力正相关,该研究有助于理解肥胖相关神经机制17。
过去二十多年来,肥胖与大脑多巴胺之间的关系一直是科学界的研究热点,但相关研究结果却充满了矛盾。2001 年 Wang 等人发表的开创性研究显示,肥胖人群的体重指数(BMI)与大脑纹状体中多巴胺 D2 受体结合电位(D2BP)呈负相关,这一结果使得 “肥胖与纹状体多巴胺 D2 受体减少有关” 的观点深入人心。然而,后续研究却得出了各种各样的结论,有的显示肥胖与 D2 受体或 D2BP 呈正相关,有的呈负相关,还有的认为二者并无关联。在动物研究中,也存在类似的分歧。
这些不一致的结果可能源于多种因素。一方面,研究方法存在差异,例如 PET 扫描的时间不同,参与者的生理状态(如进食或禁食)不同,以及使用的放射性示踪剂的药代动力学不同等。另一方面,研究人群的差异,如年龄、性别、BMI 范围等,也可能对结果产生影响。
为了深入探究这一复杂的关系,解开肥胖与大脑多巴胺关联的谜团,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员开展了一项精心设计的研究。他们的研究成果发表在《Molecular Psychiatry》杂志上,为该领域带来了新的见解。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,招募了 61 名 BMI 范围广泛的成年人作为样本队列。在实验过程中,参与者需住院并遵循标准化饮食,以控制饮食因素的影响。利用正电子发射断层扫描(PET)技术,研究人员分别使用[18F]fallypride 和[11C]raclopride 两种放射性示踪剂,在参与者禁食一夜后,以伪随机顺序进行扫描,测量纹状体的 D2BP。同时,通过磁共振成像(MRI)收集高分辨率的脑部结构图像,用于辅助分析8910。
下面来看看具体的研究结果:
- D2BP 的相关性:研究发现,使用[18F]fallypride 和[11C]raclopride 测量的全纹状体 D2BP 在个体内存在正相关。在纹状体的各个亚区域,包括尾状核、壳核、伏隔核和苍白球,也观察到了显著的正相关。这表明两种示踪剂测量的 D2BP 具有一定的一致性2。
- BMI 与 D2BP 的关系:BMI 与用[18F]fallypride 测量的纹状体 D2BP 没有显著关联,但与用[11C]raclopride 测量的纹状体 D2BP 呈负线性相关。在探索性分析中,发现年龄与全纹状体的D2BPfally?和D2BPraclo?均呈负相关,但调整年龄和性别后,BMI 与[18F]fallypride 测量的 D2BP 仍无显著关系,而与[11C]raclopride 测量的 D2BP 在纹状体整体和背侧纹状体(尾状核和壳核)的负相关关系依然存在34。
- 多巴胺张力与肥胖的关系:研究人员根据[18F]fallypride 和[11C]raclopride 对 D2 受体的结合特性差异,提出了一个多巴胺张力指数。分析发现,多巴胺张力与 BMI 呈正线性相关,在纹状体的各个亚区域,尤其是背侧纹状体,这种关系更为明显,且在调整年龄和性别后依然显著。此外,多巴胺张力与体脂百分比也存在一定的相关性56。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,在严格控制的实验条件下,观察到 BMI 与用[11C]raclopride 测量的全纹状体 D2BP 呈负线性关系,这与 Wang 等人的研究结果一致。然而,[18F]fallypride 测量的结果却与之不同,这可能是由于两种示踪剂的动力学差异导致的。研究人员认为,肥胖可能与多巴胺张力增加有关,且这种关系在背侧纹状体更为突出。
这项研究具有重要意义。它部分解释了过去二十年来关于纹状体 D2BP 与肥胖关系研究结果不一致的原因,为后续研究提供了新的思路。此外,研究还强调了近期饮食或当前代谢状态对 D2BP 的影响,提示在未来的研究中需要更加关注这些因素。虽然该研究存在一定的局限性,如无法确定肥胖与多巴胺张力之间的因果关系,且研究主要针对全纹状体,但它依然为深入理解肥胖的神经生物学机制奠定了基础,有望为肥胖的预防和治疗开辟新的方向。