科学家发现了一种实时连接肠道和大脑的“第六感”

杜克大学医学院的一项突破性发现揭示了……之间的直接联系。

　　

在一项重大科学进展中，研究人员发现了一种大脑与肠道相互作用的新方式，揭示了他们所描述的“神经生物感应”系统。这一此前未知的系统使大脑能够从肠道中的微生物那里即时接收信号。

这项研究发表在《自然》杂志上，由杜克大学医学院的神经科学家Diego Bohórquez博士和M. Maya Kaelberer博士开展，研究重点是称为神经足细胞的特殊细胞。这些微小的感觉细胞位于结肠内壁，能够识别肠道细菌产生的一种常见蛋白质。一旦检测到这种蛋白质，神经足细胞会迅速将信号传递给大脑，从而帮助减少食物摄入。

据研究人员称，这一发现可能只是冰山一角。他们推测，“神经生物感应”可能代表了一种更广泛的机制，通过这种机制，肠道能够监测微生物的活动。这一系统可能不仅影响进食行为，还会影响情绪状态，甚至可能影响大脑对肠道微生物环境的调节。

“我们好奇身体是否能够实时感知微生物模式，而不仅仅是作为一种免疫或炎症反应，而是作为一种引导行为的神经反应。”Bohórquez说，他是杜克大学医学院的医学和神经生物学教授，也是这项研究的资深作者。

鞭毛蛋白和神经足细胞的作用

关键角色是鞭毛蛋白，这是一种存在于细菌鞭毛中的古老蛋白质，细菌利用鞭毛这种类似尾巴的结构来游动。当我们进食时，一些肠道细菌会释放鞭毛蛋白。神经足细胞通过一种名为TLR5的受体检测到它，并通过迷走神经——肠道与大脑之间的一条主要通信线路——向大脑发送信号。

该团队得到了美国国立卫生研究院的支持，提出了一个大胆的想法：结肠中的细菌鞭毛蛋白可以触发神经足细胞向大脑发送抑制食欲的信号——这是一种微生物对行为的直接影响。

实验微生物信息传递

研究人员通过实验验证了这一想法。他们让小鼠在夜间禁食，然后直接将少量鞭毛蛋白注入结肠。结果发现，这些小鼠吃得更少了。

当研究人员在缺失TLR5受体的小鼠身上进行相同实验时，却没有任何变化。这些小鼠继续进食并增加体重，这表明这一通路有助于调节食欲。研究结果表明，鞭毛蛋白通过TLR5发送“我们已经吃饱了”的信号，让肠道告诉大脑停止进食。如果没有这种受体，信号就无法传递。

这一发现由主要研究作者Winston Liu 博士、Emily Alway（均为医学科学家培训项目的研究生）以及博士后研究员Naama Reicher博士指导。他们的实验表明，干扰这一通路会改变小鼠的进食习惯，这进一步揭示了肠道微生物与行为之间的深层联系。

“展望未来，我认为这项工作将特别有助于更广泛的科学界解释我们的行为是如何受到微生物影响的。”Bohórquez说，“下一步明确的行动是研究特定饮食如何改变肠道中的微生物景观。这可能是解开肥胖或精神障碍等疾病谜团的关键一环。”