在吃了不洁食物后为何会呕吐？我国学者Cell解析背后机制

在吃了被污染的食物后，你会有一种想呕吐的冲动，这是身体清除细菌毒素的自然防御反应。北京生命科学研究所和广州生物岛实验室领导的研究团队首次绘制出小鼠防御反应的详细神经通路，从肠道到大脑。

　　

在吃了被污染的食物后，你会有一种想呕吐的冲动，这是身体清除细菌毒素的自然防御反应。然而，我们的大脑在检测到细菌后如何启动这种生物反应，目前仍不清楚。

北京生命科学研究所（NIBS）和广州生物岛实验室领导的研究团队首次绘制出小鼠防御反应的详细神经通路，从肠道到大脑。这项研究成果于11月1日发表在《Cell》杂志上，有望帮助科学家为接受化疗的癌症患者开发更好的抗恶心药物。

许多食源性细菌被摄入后，在宿主体内产生毒素。大脑在感知到它们的存在后，会启动一系列生物反应，包括呕吐和恶心，以摆脱这些物质，并对味道或外观相同的食物产生厌恶感。

共同通讯作者、北京生命科学研究所研究员曹鹏表示：“关于信号是如何从肠道传递到大脑的，各种细节还不清楚，因为科学家无法在小鼠身上研究这一过程。”啮齿类动物不产生呕吐反应，可能是因为它们的食道很长，而肌肉力量相对较弱。因此，科学家一直在研究狗和猫等动物的呕吐，但这些动物本身并没有得到全面的研究，故无法揭示恶心和呕吐的机制。

曹博士及其团队注意到，虽然小鼠不呕吐，但它们会干呕，这意味着它们也会有呕吐的冲动，但不会真的吐出来。研究小组发现，在注射葡萄球菌肠毒素A（SEA）后，小鼠出现了不寻常的张嘴行为。SEA是由金黄色葡萄球菌产生的一种常见细菌毒素，也会引起人类食源性疾病。

与接受盐水的对照组小鼠相比，接受 SEA 的小鼠张开嘴的角度更大。此外，在这些现象发生期间，经SEA处理的小鼠的膈肌和腹肌同时收缩，这与狗在呕吐时的模式相似。在正常呼吸时，动物的膈肌和腹肌交替收缩。

“干呕的神经机制与呕吐相似。在这个实验中，我们成功建立了一个在小鼠中研究毒素诱导干呕的范例，通过这个范例，我们可以在分子和细胞水平上观察大脑对毒素的防御反应，”曹博士谈道。

对于经过SEA处理的小鼠，研究小组发现，肠道中的毒素会激活肠腔内壁的肠嗜铬细胞释放出血清素（一种神经递质）。释放的血清素与肠道中迷走神经元上的受体结合，它将信号从肠道沿着迷走神经传递到脑干中，具体来说是迷走神经背侧复合体中的特定类型神经元——Tac1+DVC神经元。当他们将Tac1+DVC神经元失活后，经SEA处理的小鼠干呕减少。

化疗药物也会引起患者的防御反应，比如恶心和呕吐。因此，研究小组还调查了化疗药物是否激活了相同的神经通路。他们给小鼠注射阿霉素，一种常见的化疗药物。这种药物使小鼠干呕，但当他们失活Tac1+ DVC神经元或肠嗜铬细胞的血清素合成时，动物的干呕行为显著减少。

曹博士表示，目前一些用于化疗患者的抗恶心药物（比如格拉司琼Granisetron）是通过阻断血清素受体起作用的。这项研究有助于解释这种药物为何有效。

“通过这项研究，我们现在可以更好地了解恶心和呕吐的分子和细胞机制，这将有助于我们开发更好的药物，”曹博士说。

接下来，曹博士及其同事想要探索毒素是如何作用于肠嗜铬细胞的。初步的研究表明，肠嗜铬细胞不能直接感知毒素的存在。这一过程可能涉及肠道内受损细胞的复杂免疫反应。

“除了食源性细菌，人类还会遇到很多病原体，我们的身体也有类似的机制来排出这些有毒物质。例如，咳嗽是身体在试图清除冠状病毒。这是一个令人兴奋的新研究领域，研究大脑如何感知病原体的存在，并启动防御反应来清除它们，”曹博士补充说，未来的研究有望揭示新的、更好的药物靶点，包括抗恶心药物。

# # #

The gut-to-brain axis for toxin-induced defensive responses

Published: November 01, 2022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.10.001