学术经纬

揭秘神奇的“第六感”!《自然》研究发现它能默默帮助控制食欲

人类的五种感觉包括视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉,但对于“第六感”,科学界仍存在诸多讨论。有研究认为磁感应是“第六感”的一大候选者,它代表着人体感知地磁场的“磁觉”能力。另一种观点则将目光锁定在了肠道,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。另外肠道还能够感知微生物的变化,及时做出应对和调整。

人类的肠道中存在一个由数万亿微生物组成的复杂生态系统,许多微生物与人类形成了互利共生的关系。但长期以来,科学家并不清楚我们是如何实时感知这些微生物的存在,并产生相应行为调整的。

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图片来源:123RF

就在近期的《自然》杂志上,来自杜克大学的研究团队带来了全新见解。他们提出了名为“神经生物感觉”(neurobiotic sense)的全新概念,其能够感知肠道微生物的特定分子模式,并通过肠-脑神经回路实时调节宿主的进食行为。

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这项研究关注的是位于结肠上皮细胞内的微小传感细胞——神经足细胞。神经足细胞在肠道上皮细胞中的占比很小,但是却拥有惊人的感知能力。它们细胞内部高度富集一种名为Toll样受体5(TLR5)的模式识别受体。TLR5是免疫系统中著名的“哨兵”分子,能够识别细菌鞭毛蛋白——这是细菌鞭毛的主要结构成分,在不同菌门中高度保守。

有趣的是,研究显示神经足细胞中的TLR5表达量从回肠到远端结肠逐渐增加,在远端结肠达到最多,而这正是肠道微生物最为富集的区域。这种区域特异的表达模式暗示着TLR5可能参与了宿主与微生物的交流。

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图片来源:123RF

为了验证这一假设,研究人员培育了在神经足细胞中特异性敲除TLR5的小鼠。结果与对照组相比,这些小鼠吃得更多,体重增加更明显,其中雌性小鼠还表现出进食时间延长。值得注意的是,这种变化与免疫反应或代谢变化无关,因为小鼠的葡萄糖耐量、空腹血糖、炎症指标等都保持正常。

研究人员发现,鞭毛蛋白与TLR5结合后会触发细胞内的钙离子信号,导致PYY肽的释放。这种食欲调节肽会迅速与迷走神经节中的PYY受体结合,通过脑-肠轴抑制小鼠的进食行为。与禁食小鼠相比,自由进食小鼠粪便中的鞭毛蛋白水平显著升高。当通过灌肠方式将鞭毛蛋白直接送入结肠后,健康小鼠在20分钟内的进食量同样显著下降。但在那些丢失了TLR5功能的小鼠中,这种干预并不会改变小鼠的食欲。

这些结论清晰地表明,个体在进食后细菌会增加鞭毛蛋白水平,这一变化会被肠道中的神经足细胞捕捉,并释放出PYY肽来调节食欲。研究团队认为,全新发现的这种神经生物学感知能帮助我们理解肠道是如何检测微生物,进而影响饮食习惯的。这项研究也向我们提出了一个新问题:大脑会不会反过来借助这种感知来塑造微生物群落,比如筛选自己更想要的细菌种类?这也有待未来更多研究揭示。

参考资料:

[1] Liu, W.W., Reicher, N., Alway, E. et al. A gut sense for a microbial pattern regulates feeding. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09301-7

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