近日，福建農林大學蘇松坤研究員團隊牽頭聯合法國圖盧茲第三大學Martin Giurfa教授團隊、澳大利亞國立大學張少吾教授在國際頂級學術期刊《Science》發表題為「Food Wanting is Mediated by Transient Activation of Dopaminergic Signaling in the Honey Bee Brain」（蜜蜂腦部瞬時激活的多巴胺信號調控食物慾望）的最新研究成果（圖1）。
圖1《Science》刊發「Food Wanting is Mediated by Transient Activation of Dopaminergic Signaling in the Honey Bee Brain」（蜜蜂腦部瞬時激活的多巴胺信號調控食物慾望）1 該研究首次發現並證實蜜蜂腦部多巴胺調控食物慾望（Food Wanting），揭示了蜜蜂（昆蟲）擁有與哺乳動物類似的由多巴胺調控的食物慾望系統。該研究為高等動物乃至人類基本生理需求「食物慾望」的比較進化研究提供了創新性的重要科學證據；為蜜蜂採集性狀相關的分子基礎研究和優良蜂種培育提供新的思路；也為人類多巴胺相關的生理心理和學習記憶障礙等健康問題的研究提供新的生物模型。蜜蜂是全球性的重要經濟動物，也是研究社會行為和健康的模式生物（Nature，2006）。食物對於蜜蜂個體和群體的生存繁衍至關重要。蜜蜂工蜂為滿足個體和群體對食物的需求而出巢採集食物，蜜蜂採集食物回巢後，通過「舞蹈語言」告訴同伴食物源的方向和距離信息，招募同巢蜜蜂出巢採集，從而提高採集效率，滿足蜂群的食物需求。蜜蜂採食後「舞蹈語言」及其形成機制的研究是探索蜜蜂社會行為的重要窗口和前沿領域。在哺乳動物中，欲望（Wanting）的產生受中腦邊緣多巴胺神經通路調控。儘管無脊椎動物表現出複雜的食物搜尋行為，但是否存在與哺乳動物類似的驅動食物搜尋的欲望系統仍未知。蜜蜂具有密集的採集活動，發達的社會組織和傳遞良好食物源方向和距離信息的擺尾舞，因此是研究腦部多巴胺神經通路和食物慾望關係的理想生物。該研究團隊凝練了兩個科學問題：採集蜂前往優質食物源的途中是否受欲望系統(Wanting system）驅動？採集蜂在擺尾舞過程中是否通過回憶起優質食物源進而激活欲望系統？為了回答這些問題，該團隊研究人員監測採集蜂的採集和跳舞行為，同時檢測和干擾採集蜂在採集和信息交流循環關鍵階段的腦部生物胺信號。結果表明，採集蜂在跳舞的起始階段和離巢前往良好食物源階段，其腦部的多巴胺水平顯著升高（研究一）；蜜蜂的食物採集活動受多巴胺拮抗劑的抑制，採集欲望下降（研究二）；個體飢餓會提高採集蜂的腦部多巴胺水平，進而提高其對蔗糖溶液的快樂值，提高其食慾相關的氣味學習能力和記憶能力（研究三）。該研究為蜜蜂腦部存在由個體飢餓和跳舞場景中回憶良好食物源的快樂值所觸發的多巴胺神經通路為基礎的欲望系統（Wanting system）提供了科學證據。研究一、探究蜜蜂採集後跳舞過程不同階段其腦部生物胺類神經遞質濃度的變化。蜜蜂為滿足蜂群和個體的食物需求而進行大量的出巢採食活動，該團隊監測蜜蜂定點採食後回巢跳舞不同階段的行為表現，並利用高效液相色譜-電化學檢測器（HPLC-ECD）定量檢測不同階段蜜蜂腦部多巴胺水平，發現在跳舞起始階段和剛到達飼餵器未取食階段，蜜蜂腦部多巴胺水平顯著升高（圖2-A）；採集蜂即將離開蜂巢前往飼餵器和到達飼餵器時，蜜蜂腦部多巴胺水平無顯著變化（圖2-B）；採集蜂第一次到達飼餵器時，腦部多巴胺水平顯著升高，飛行次數對腦部多巴胺水平沒有顯著影響（圖2-C）。
留言列表
留言列表