在動物王國中，饑餓感的調控始終是維持生命的關鍵機制。下丘腦中的Agouti相關肽(AgRP)神經元作為"饑餓神經元"的核心角色，在哺乳動物中已被證實通過釋放AgRP和神經肽Y(NPY)來驅動暴食行為。然而，這種神經調控機制在低等脊椎動物中的保守性仍存在諸多謎團。斑馬魚作為重要的模式生物，雖然具有與哺乳動物相似的下丘腦結構，但其AgRP神經元不共表達NPY，這種進化差異使得科學家們迫切需要一個合適的模型來探索攝食神經環路的本質特征。

美國伊利諾伊大學芝加哥分校的Erica E. Jung團隊在《Scientific Reports》發表的研究中，創造性地構建了Tg(AgRP1:ChR2-Kaede)轉基因斑馬魚品系，通過光遺傳學技術首次揭示了AgRP1神經元在斑馬魚攝食行為中的關鍵作用。研究人員采用Tol2轉座子系統將光敏離子通道ChR2與熒光蛋白Kaede融合表達在AgRP1神經元中，開發了新型瓊脂糖基微流控裝置實現幼體行為觀測，并運用粒子圖像測速(PIV)技術量化攝食行為參數。

在轉基因品系構建方面，研究證實3kb的AgRP1啟動子可驅動ChR2-Kaede在下丘腦特異性表達。共聚焦顯微鏡顯示6日齡幼體(6dpf)中約有5個被標記的AgRP1神經元，約占該發育階段神經元總數的25-50%。通過設計獨特的微流控裝置，研究人員實現了對幼體運動的精確限制，同時保留攝食所需的頜部運動能力。實驗設置470nm藍光持續刺激1分鐘，通過PIV分析200×200μm²區域內食物顆粒流速變化來量化攝食行為。

研究結果顯示，在飽食狀態下，轉基因幼體在光刺激期間表現出顯著增加的吸吮頻率(從基線4.2次/分增至6.5次/分，p=0.00227)，而野生型(ABWT)對照組無顯著變化。更引人注目的是，在禁食狀態下，轉基因幼體不僅吸吮頻率增加(從3.8增至6.1次/分，p=0.00134)，平均食物顆粒流速也顯著提升(從0.52增至0.78mm/s，p=0.00851)。通過將流速與吸吮頻率的乘積作為攝食量指標，研究發現禁食轉基因幼體的攝食量增幅達58%，顯著高于飽食狀態的37%增幅。

討論部分指出，該研究首次在斑馬魚中證實AgRP1神經元激活足以驅動攝食行為，支持了這類神經元功能在脊椎動物中的保守性。特別值得注意的是，與哺乳動物不同，斑馬魚的AgRP和NPY神經元在解剖學上分離，但研究結果暗示二者可能通過獨立通路協同調控攝食。研究人員開發的瓊脂糖基微流控裝置和PIV分析方法為微小模式生物的神經行為研究提供了創新技術平臺。

這項研究不僅填補了低等脊椎動物攝食神經機制的知識空白，其建立的轉基因斑馬魚模型更為研究代謝性疾病、藥物成癮與攝食障礙的神經基礎提供了重要工具。未來研究可進一步探索AgRP1神經元與味覺通路、NPY神經元的協同作用，以及ghrelin等代謝激素在該系統中的調控機制，為理解能量代謝的神經調控提供更全面的認識。