重新构想肠道和大脑如何沟通的突破

在一项重新思考肠道和大脑交流方式的突破性研究中，研究人员发现了所谓的“神经生物感觉”——一种允许大脑实时响应肠道微生物信号的新系统。

杜克大学医学院神经科学家 Diego Bojorquez 博士和 M. Maya Kelberer 博士在《自然》杂志上发表了一项新研究，重点研究了神经足细胞，这是一种排列在结肠上皮上的微小感觉细胞。这些细胞能够识别一种常见的微生物蛋白，并向大脑发送快速信号，帮助抑制食欲。

但这仅仅是个开始。研究小组认为，这种神经生物学感知可以作为一个更广泛的平台，帮助我们理解肠道如何感知微生物，进而影响从饮食习惯到情绪的一切，甚至大脑如何相应地塑造微生物群。

杜克大学医学院医学和神经生物学教授、该研究的资深作者 Diego Bojorquez 博士说：“我们感兴趣的是人体是否能够实时识别微生物信号——不仅仅是作为免疫或炎症反应，而是作为立即影响行为的神经反应。”

关键成分是鞭毛蛋白，这是一种古老的蛋白质，构成了细菌鞭毛——细菌用来移动的尾状结构。当我们进食时，一些肠道细菌会释放鞭毛蛋白。神经足动物通过一种名为TLR5的受体检测它，并通过迷走神经（肠道和大脑之间的主要通讯线路）发送信号。

该团队在美国国立卫生研究院的支持下提出了一个大胆的假设：结肠细菌中的鞭毛蛋白可以激活神经足并向大脑发出抑制食欲的信号——这是微生物对行为的直接影响。

研究人员测试了小鼠的禁食过夜，然后将小剂量的鞭毛蛋白直接注射到它们的结肠中。这些小鼠吃得更少了。

当研究人员在缺乏TLR5受体的小鼠身上重复同样的实验时，没有任何变化。小鼠继续进食并体重增加——这表明该通路有助于调节食欲。研究结果表明，鞭毛蛋白通过TLR5发出“足够”的信号，使肠道能够告诉大脑该停止进食了。如果没有这个受体，信息就无法传递。

这项研究的发现得益于该研究的主要作者——医学博士、哲学博士Winston Liu、Emily Olway（两人均为健康科学家培训项目的研究生）以及博士后研究员Naama Reicher博士。他们的实验表明，破坏这条信号通路会改变小鼠的摄食行为，这表明肠道微生物与行为之间存在更深层次的联系。

“展望未来，我认为这项研究将对更广泛的科学界尤其有益，有助于解释微生物如何影响我们的行为，”Bojorquez 说。
“显然，下一步是研究特定饮食如何改变肠道微生物的组成。这可能是解决肥胖或精神障碍等问题的关键因素。”