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糖的味覺是對於人類與動物來說最基本的感官知覺之一。無庸置疑的，人類對於糖的強烈喜好傾向（糖是人類的主要營養來源）在人類的演化史中扮演著極重要的角色。然而，現今社會中，過度攝取糖分卻可能會引起許多健康上的隱憂，例如肥胖、糖尿病等等。
為了健康考慮，人們開發了許多代糖用於日常食品中，如阿斯巴甜、安賽蜜等人造甜味劑（artificial sweeteners） 。這些人造甜味劑雖然能“欺騙”我們舌頭味蕾的甜味受體而產生貌似糖的甜味，但效果卻不能真正地代替“真糖”，這背後的機制是什麼呢？
2020年4月16日，哥倫比亞大學
Charles S. Zuker
課題組（共同一作為博士生
陳輝宇
（Hwei-Ee Tan） 和
Alexander Sisti
）在
Nature
上發表文章
The gut–brain axis mediates sugar preference
，該研究揭示糖亦可透過腸道與大腦連線的神經途徑 （gut-brain axis） 發揮作用，並激發對糖的攝取，而代糖卻無法啟用對糖分子特異性識別的腸道大腦神經途徑。
研究人員利用c-Fos免疫組化和fibre photometry 發現了一個只對糖（而不對代糖）有反應的大腦區域。藉助於斯坦福大學駱利群課題組研製的TRAP2小鼠系統而有針對性地在‘糖神經元’表達TetTox（ tetanus toxin light chain），發現當抑制該腦區域裡對糖有反應的神經細胞時，小鼠不再對糖產生渴求與偏愛。為了更深入地解剖糖訊號的根源，研究人員利用了兩種示蹤技術，包括將pseudotyped recombinant rabies virus （EnvA-RABV） 注入大腦和將逆行運輸性cholera toxin subunit B 蛋白結合熒光團（CTB-conjugated fluorescent dye）注入小腸的相關方式，以及針對迷走神經的神經元施行了在體鈣成像的方式，發現這些‘糖神經元’從迷走神經以及小腸接收訊號，揭示了腸道-迷走神經-大腦途徑。
最後，研究人員利用化學遺傳技術在小鼠的‘糖神經元’裡表達了有啟用性的人工設計受體（
hM3Dq
，一種人工設計的受體只被人工設計的藥物啟用，Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drugs，英文簡稱
DREADD
），並在飲水中添加了一點DREADD系統中人工設計的藥物（氯氮平，Clozapine），透過DREADD系統，研究人員就能以Clozapine小分子化學物操控小鼠的‘糖神經元’和相關行為讓小鼠對一個原本無偏好的飲料口味產生新偏好。第一作者陳輝宇說：“當我們在飲料裡新增一種可以特異性啟用‘糖神經元’的化學物質，小鼠竟然表現得好像在攝取真正的糖分子一樣！”
總之，研究人員不僅揭示了人體對代糖與糖不同的神經生物學機制，也首次揭示了一條糖成癮的環路即腸-迷走神經-大腦通路。
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