腸腦連接如何改變動物進(jìn)食時(shí)的行為

【資料簡介】

如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自美國麻省理工學(xué)院的研究人員更加詳細(xì)地揭示出當(dāng)在食物豐富的地方停留時(shí)，秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）的消化道如何給大腦發(fā)送信號。他們發(fā)現(xiàn)存在于線蟲腸道中的一類神經(jīng)元專門用于監(jiān)測線蟲何時(shí)攝入細(xì)菌；一旦這種情形發(fā)生，這些神經(jīng)元就釋放一種神經(jīng)遞質(zhì)，這種神經(jīng)遞質(zhì)給大腦發(fā)出停止移動的信號。他們還在這種特定的神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)新的用于檢測細(xì)菌的離子通道。

這些研究人員已知道血清素（serotonin）釋放促進(jìn)線蟲減慢速度以便攝入大量存在的食物，但是他們并不知道是什么觸發(fā)血清素釋放。為了弄清楚這一點(diǎn)，他們決定研究一種產(chǎn)生血清素的稱為神經(jīng)分泌-運(yùn)動神經(jīng)元（neurosecretory-motor neuron, NSM）的腸神經(jīng)元，其中，NSM神經(jīng)元位于線蟲消化器官的內(nèi)壁上。

通過一系列實(shí)驗(yàn)，這些研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)線蟲攝入細(xì)菌性食物時(shí)，NSM神經(jīng)元會立即活躍起來。NSM神經(jīng)元具有長長的投射到線蟲腸道中的神經(jīng)突（neurite）。他們還發(fā)現(xiàn)作為NSM神經(jīng)元的感覺神經(jīng)末梢，這種神經(jīng)突在線蟲攝入細(xì)菌性食物時(shí)起著激活這些神經(jīng)元的關(guān)鍵作用。

進(jìn)一步的研究揭示出兩個(gè)新的位于這種神經(jīng)突頂端的離子通道---稱為DEL-3和DEL-7---是NSM神經(jīng)元被攝入的細(xì)菌性食物激活所必需的。這兩種離子通道屬于一個(gè)稱為酸敏感離子通道（acid-sensing ion channel, ASIC）的蛋白家族。ASIC存在于包括人類在內(nèi)的所有動物中，其中的一些離子通道在味覺和疼痛檢測中起作用，而其他的離子通道的功能仍然是未知的。有趣的是，這些離子通道也在哺乳動物腸道內(nèi)的腸神經(jīng)元中表達(dá)。Flavell猜測ASIC可能在檢測存在于消化道和其他地方的細(xì)菌群體中發(fā)揮著重要的作用。

這些研究人員如今試圖揭示DEL-3和DEL-7如何檢測細(xì)菌。一種可能性是這兩種離子通道直接檢測細(xì)菌分泌的化合物。Flavell說，還有一種可能性就是細(xì)菌化合物可能與附近的受體相互作用，隨后激活這兩種離子通道