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肠菌操控你,根本不用过脑子?

2020-12-03代丝雨

科学大观园 2020年23期
关键词:结肠胰腺神经元

代丝雨

肠道微生物管得不少,它不仅可以通过大脑调控人体机能,只要它想,

甚至根本不用“过脑子”,也能够对身体产生足够大的影响。

近期,《科学》杂志上的一项研究发现,肠菌可以通过肠道的CART+固有神经元直接影响胰腺和肝脏功能,独立于中枢神经对血糖和进食行为进行调控。

我们知道,肠道中也分布着丰富的神经元,这些神经元被称为肠道相关神经元(EAN)。EAN包括许多不同种类的神经元,它们监视着肠道内的环境,并参与各种肠道功能。

其中,有一部分神经元被单独分类为固有EAN(iEAN),这部分神经元是不需要中枢神经调控的,可以独立完成对肠道运动和分泌等功能的调节。

研究者们分析了肠道中受肠菌影响的基因表达情况,结果发现了一个很有趣的现象——肠菌造成的影响,在不同的解剖部位差异是很大的。比如说,对比有菌小鼠和無菌小鼠,二者在十二指肠部分的转录谱几乎一致,但在回肠和结肠中,前者则分别有750个和117个基因转录显著上调。

进一步研究发现,与有菌小鼠相比,无菌小鼠回肠绒毛形态明显不同,iEAN神经元数量也更少。

研究者一下就想到,这样的差异应该是来自微生物。因为十二指肠中微生物的密度和多样性并不高,而回肠和结肠则是肠菌的主要“居住地”。

研究者们给有菌小鼠喂食了广谱抗生素,果然发现它们回肠和结肠中的iEAN数量显著减少,而十二指肠则影响不大。这种影响并不是终生的,在抗生素停用两周之后,小鼠神经元的数量就恢复到正常水平了。

研究者也分析了其他的干扰因素,确定神经元的减少并不是由于抗生素的生物毒性或是其他原因,的的确确是由微生物消耗导致的。

有意思的是,研究者尝试了多种不同的抗生素,发现万古霉素、氨苄西林以及甲硝唑能够令iEAN减少,但新霉素和链霉素则无影响,这说明iEAN数量的维持可能是与特定的菌种有关。

经过一番调查,研究者最终确定,主要受到微生物调控的iEAN神经元是一种CART+神经元亚群,研究者发现,刺激CART+神经元会导致小鼠胰岛素水平下降、血糖升高,小鼠的进食量变少。

在对CART+神经元的追踪中,研究者还注意到,CART+神经元能够与一些CART-脏器神经元产生直接作用,其中就包括胰腺和肝脏。

研究者利用伪狂犬病毒反向追踪,在肝脏和胰腺中注射荧光标记病毒,注射第4天时果然在回肠和结肠中观察到了荧光。

看来肠菌的手远比我们想象中伸得更长!

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◎ 来源|微信公众号“奇点网”

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