PNAS揭示身体“第二个大脑”的逻辑

　　

   

   

图像:在这张显微照片中可以看到神经胶质细胞网络，肠道神经系统的逻辑门。这些细胞——被灰色包裹的黑色球体——已经根据它们对化学信号的反应而上色。图片来源：Gulbransen实验室

密歇根州立大学(Michigan State University)的研究人员对人类肠道的肠道神经系统有了惊人的发现，而肠道神经系统本身就充满了令人惊讶的事实。首先，这个“第二大脑”确实存在。

“大多数人甚至不知道他们的内脏里有这种东西，”密歇根州立大学自然科学学院生理学系的教授Gulbransen说。

除此之外，肠道神经系统是非常独立的:肠道可以执行许多日常任务，即使它们不知怎么地与中枢神经系统断开了。在人的肠道中，特殊神经系统细胞，即神经元和胶质细胞的数量与猫的大脑中发现的数量大致相同。

Gulbransen说:“它就像我们肠道里的第二个大脑。”“这是一个遍布我们肠道的神经元和神经胶质细胞的广泛网络。”

神经元是更常见的细胞类型，主要负责神经系统的电信号。另一方面，胶质细胞并不具有电活性，这使得研究人员更难破译这些细胞的功能。其中一个主要的理论是，胶质细胞为神经元提供被动支持。

Gulbransen和他的团队现在已经证明，神经胶质细胞在肠神经系统中起着更加活跃的作用。在10月1日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)网络版上的一项研究中，他们揭示了神经胶质以一种非常精确的方式影响神经元回路所携带的信号。这一发现可能有助于为肠道疾病的新疗法铺平道路，这种疾病影响着多达15%的美国人口。

“把第二个大脑想象成一台电脑，神经胶质细胞是外围工作的芯片。它们是信号网络的活跃部分，但不像神经元。神经胶质细胞正在调节或修改信号。”

在计算机语言中，胶质细胞就是逻辑门。或者，打个音乐的比喻，胶质细胞并不是携带电吉他上演奏的音符，它们是调节这些音符的音调和音量的踏板和放大器。

撇开类比不谈，神经胶质在确保事情顺利运行或听起来良好方面比科学家之前所理解的更重要。这项工作创造了一幅关于肠道神经系统如何工作的更完整，尽管更复杂的图像。这也为潜在治疗肠道疾病创造了新的机会。

Gulbransen说:“这是一种未来的方法，但现在我们可以开始问，是否有一种方法，以特定类型或一组胶质细胞为目标，并以某种方式改变它们的功能。”“制药公司已经对此感兴趣了。”

今年早些时候，Gulbransen的研究小组发现，神经胶质可以为治疗肠易激综合症开辟新途径。肠易激综合症是一种目前还无法治愈的痛苦疾病，影响着10%到15%的美国人。胶质细胞还可能与其他几种健康状况有关，包括肠道运动障碍，如便秘，以及一种罕见的疾病，即慢性肠道伪梗阻。

“目前，病因尚不清楚。人们会在肠道中出现看起来像是阻塞的东西，只是没有物理上的阻塞，”Gulbransen说。“他们的肠道只有一部分停止了工作。

DOI

10.1073 / pnas.2025938118

研究的主题

人

文章标题

Circuit-specific enteric glia regulate intestinal motor neurocircuits