腸道中的感覺細胞通過分泌血清素直接與腸道神經(jīng)元溝通，向大腦傳遞關(guān)于某些化合物的存在信息。這些腸道細胞向大腦傳遞腸道內(nèi)含物。然而，目前對這種腸道-大腦對話的分子機制認識受到技術(shù)限制。

在一項新的研究中，研究人員通過研究小鼠腸道類器官和腸道組織切片中的關(guān)鍵腸道感覺細胞——腸嗜鉻細胞，揭示出哪些分子信號激活這些所謂的腸嗜鉻細胞（enterochromaffin cell），以及這些細胞如何將這些化合物的存在傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng)。相關(guān)研究結(jié)果于2017年6月22日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標題為Enterochromaffin Cells Are Gut Chemosensors That Coupled to Sensory Neural Pathways。

腸嗜鉻細胞是一種腸上皮內(nèi)分泌細胞，它們是人體內(nèi)最常見的內(nèi)分泌細胞之一，占腸上皮的約1%。這些細胞主要產(chǎn)生身體90%的血清素，血清素在人體內(nèi)的作用主要是調(diào)節(jié)神經(jīng)元的活動。

過去的研究已經(jīng)表明，腸嗜鉻細胞具有化學傳感器的功能，可以檢測腸道中的分子并作出反應。例如，它們可以分泌血清素來觸發(fā)神經(jīng)元控制的腸道運動、收縮和疼痛。然而，目前關(guān)于腸腔中的具體分子是什么，以及血清素如何影響神經(jīng)元活動的問題仍然未知。

為了解決這些問題，研究人員利用了一種新的體外類器官方法，在培養(yǎng)皿中再現(xiàn)了腸道組織的復雜性。他們發(fā)現(xiàn)，在小鼠的腸道類器官中，腸嗜鉻細胞可以表達電壓門控離子通路，并且是電興奮性的。他們還發(fā)現(xiàn)，通過篩選30種可能的腸腔化合物，這些化合物可以觸發(fā)腸嗜鉻細胞的興奮，這些化合物包括異硫氰酸烯丙酯、異戊酸和兒茶酚胺類激素。

接下來，研究人員證實腸嗜鉻細胞可以表達這些化合物的相關(guān)受體，并且這些化合物可以誘導這些細胞激活，從而促進血清素的釋放。他們還發(fā)現(xiàn)，讓表達血清素受體的神經(jīng)元激活似乎是通過與腸嗜鉻細胞之間形成突觸連接實現(xiàn)的，而且腸嗜鉻細胞表達突觸前蛋白，而附近的神經(jīng)元表達突觸后蛋白。

這些結(jié)果都表明，腸嗜鉻細胞與神經(jīng)元之間存在直接的連接。這種連接使得信號傳遞在幾微秒而不是幾分鐘內(nèi)完成。然而，關(guān)于腸道如何與大腦交談，以及大腦、腸道或者這兩種器官發(fā)生差錯時會發(fā)生什么，仍然有很多東西是未知的。