《Nature》子刊:惊讶!肠子能感知“真糖”和“假糖”吗?答案是:能

【字体: 时间:2022年01月14日 来源:Nature Neuroscience

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  你的味蕾可能无法分辨出真正的糖和代糖如代糖(三氯蔗糖),但你的肠道中有一些细胞能够并确实区分这两种甜味剂。它们可以在几毫秒内将差异传递给你的大脑。

  
   

Neuropods in the Gut    

绿色的小鼠肠道切片显示了上皮细胞中相对稀少的神经足细胞,它们负责肠道内部和外部神经系统的沟通。

资料来源:杜克大学Borhóquez实验室

你的味蕾可能无法分辨出真正的糖和代糖如代糖(三氯蔗糖),但你的肠道中有一些细胞能够并确实区分这两种甜味剂。它们可以在几毫秒内将差异传递给你的大脑。

20年前,在小鼠的嘴里发现了甜味感受器后不久,科学家们就试图把这些味蕾敲掉。但他们惊讶地发现,即使没有味觉,小鼠仍能以某种方式辨别并偏爱天然糖而不是人工甜味剂。

根据杜克大学医学院医学和神经生物学副教授Diego Bohórquez领导的研究,这个谜题的答案在消化道下方更深处,在肠道的上端,就在胃之后。

在1月13日《自然神经科学》(Nature Neuroscience)上发表的一篇论文中,Bohórquez说:“我们已经确定了让我们吃糖的细胞,它们就在肠道中。”直接将糖注入小肠或结肠没有同样的效果。他说,感应细胞位于肠道的上游。

在发现了一种叫做神经足细胞的肠道细胞后,Bohórquez和他的研究团队一直在研究这种细胞的关键作用,它是肠道内部的东西与其对大脑的影响之间的联系。他认为,肠道直接与大脑对话,改变我们的饮食行为。从长远来看,这些发现可能会带来治疗疾病的全新方法。

由于具有分泌激素的能力,神经足细胞最初被称为肠内分泌细胞,特殊的神经足细胞可以通过快速的突触连接与神经元沟通,并分布在上肠的整个内壁。除了产生相对慢效的激素信号外,Bohórquez研究团队还表明,这些细胞还产生快速作用的神经递质信号,这些信号在几毫秒内到达迷走神经,然后到达大脑。

Bohórquez说,他的小组的最新发现进一步表明,神经足类动物是神经系统的感觉细胞,就像舌头上的味蕾或眼睛里帮助我们看到颜色的视网膜锥细胞一样。

Bohórquez说:“这些细胞的工作原理就像视网膜锥细胞一样,能够感知光的波长。它们感知糖和甜味剂的痕迹,然后释放不同的神经递质,进入迷走神经的不同细胞,最终,动物知道‘这是糖’或‘这是甜味剂’。”

利用实验室培养的小鼠和人类细胞的类器官来代表小肠和十二指肠(上肠),研究人员在一个小型实验中表明,真正的糖刺激单个神经足细胞释放谷氨酸作为一种神经递质。人工糖引发了另一种神经递质ATP的释放。

利用一种名为光遗传学的技术,科学家们能够打开和关闭活小鼠肠道中的神经足细胞,以显示动物对真正的糖的偏好是否受到肠道信号的驱动。光遗传工作的关键技术是由麻省理工学院的科学家开发的一种新的柔性波导光纤。这种柔韧的纤维将光传递到活体动物的肠道,从而触发基因反应,使神经足细胞沉默。当它们的神经足细胞关闭后,这只动物不再对真正的糖表现出明显的偏好。

Bohórquez说:“我们吃的食物相信我们的肠道。糖既有味道又有营养价值,肠道能够识别这两者。”

很多人纠结于自己对糖的需求,现在我们有一个更好的理解如何肠道感觉糖,以及人造甜味剂为什么不能遏制那些欲望。

在未来的工作中,Bohórquez说他将展示这些细胞是如何识别其他大量营养素的。“我们总是谈论‘直觉(gut)’,并说‘相信你的直觉’,好吧,这是有道理的,”Bohórquez说。

“我们可以从肠道改变小鼠的行为,”Bohórquez说,这给了他很大的希望,以肠道为靶点的新疗法。



杂志

Nature Neuroscience

DOI

10.1038/s41593-021-00982-7

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