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除了我们熟知的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉这五大感觉,科学界对人体的“第六感”一直存在众多讨论,有些研究者认为其可能是我们感知地磁场的“磁觉”,一些针对鸟类隐花色素和人类大脑的研究正在不断增加这一推测的可能性。
另外还有些研究者将“第六感”的可能性放在了肠脑感知中。尽管大多数时间我们无法感知,但大脑与肠道之间会通过肠-脑轴的神经机制进行沟通,中枢神经系统的信号会通过迷走神经传递至肠道,调节肠道蠕动、微生物组以及肠道免疫。反过来,肠道微环境变化后也可以影响大脑的功能。

基于此,有些研究提出可以通过药物来调节肠道的细胞来调节迷走神经,从而改变大脑细胞活性,以此帮助治疗阿尔茨海默病等神经系统疾病。
想要更好地揭示这种“第六感”的秘密,科学家还需要清晰地阐述更多相关机制。今日,《细胞》的最新研究就发现了5种从结肠朝大脑传递信号的神经细胞,这些神经细胞具有不同的形式和功能,有的会对微小、温和的力产生反应,有些则对强烈的刺激有反应。

研究的领导者,哈佛医学院教授David Ginty过去曾探索了皮肤中特定感觉神经元是如何与大脑进行沟通的。如果说肠道中的感觉我们比较难理解,那可以先用皮肤来替代。我们在感受不同程度的触觉时,身体也会作出不同的反应:轻微的触碰可以让我们感受物体,而强烈的触碰则会发出痛觉警报信号,使我们迅速远离力源。
而结肠中也拥有类似的系统,借助研究皮肤感觉神经元时累积的遗传标记技术,Ginty教授与胃肠学专家Rachel Wolfson博士一同探索结肠中的机制。在基因标记小鼠中,研究团队探索了之前在皮肤中发现的5种感觉神经元是否存在于结肠中。
▲结肠中新发现的5种神经元可以对肠道中不同程度的力产生相应的反应(图片来源:参考资料[2])
结果是肯定的,他们在控制远端结肠的背根神经节中发现了5种类似的神经元(见上图),尽管形状与皮肤中的触觉不同,但它们的功能却差不多。在模拟结肠扩张的实验中,研究者确认其中有些神经元对轻微的力产生了反应,其可能来自食物或者粪便经过时产生的力。另外一些则对更强的拉伸力有反应,如果直接激活这部分神经元,小鼠会感受到疼痛。在特殊的炎症条件下,有一类神经元反应会更加活跃。无独有偶,除了Ginty教授团队的这篇论文,同期《细胞》杂志上还展示了霍华德·休斯医学研究所的另一项有关肠-脑轴的发现,研究发现肠道正常的运动会受到来自肠道背根神经节中体感神经元的调节,尤其是神经元中的Piezo2蛋白非常重要。Piezo2是一类机械门离子通道,对外界应力信息的感知和反应有关键作用。2021年,斯克里普斯研究所的Ardem Patapoutian教授因为鉴定出了能够感知触碰、振动的机械力感受器——PIEZO蛋白家族而获得诺贝尔生理学或医学奖,Piezo2正是其中的关键成员。这项由Patapoutian教授领导的最新研究指出,借助体感神经元以及Piezo2,大脑能够感知肠道中经过的食物带来的力,从而控制肠道蠕动,增加食物在胃肠道中的时间。有一类特殊的PIEZO2综合征患者,会因为缺乏这一蛋白出现明显的肠道功能障碍。▲最新研究确认Piezo2蛋白对感知肠道中的力有关键作用(图片来源:参考资料[3])
Ginty教授也同样发现,他们新发现的这几种神经元类型也依赖Piezo2蛋白发挥作用。有了这些发现,未来就有望从源头解决一些胃肠道问题。“有些人会表示经常出现腹痛、便秘,但是却没有很好的解决办法,”Ginty教授表示,“现在我们有了一些可以准确针对的目标。”比如,通过改善那些对轻微力敏感的神经元,或许能帮助治疗便秘或者腹泻,而针对高刺激力的神经元则能缓解结肠疼痛。[1] How the gut signals to the brain. Retrieved August 3, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/996999[2] DRG afferents that mediate physiologic and pathologic mechanosensation from the distal colon. Cell (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.007[3] PIEZO2 in somatosensory neurons controls gastrointestinal transit. Cell (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.006本文来自药明康德内容微信团队,欢迎转发到朋友圈,谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求,请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求,请联系[email protected]。
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