科学家绘制了吃了受感染食物后呕吐的神经通路
吃了被污染的食物后，想要呕吐的冲动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是如何启动这种生物反应的过程仍然不清楚。研究人员第一次绘制出老鼠从肠道到大脑防御反应的详细神经通路。这项研究发表在11月1日的杂志上细胞这有助于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。
该论文的通讯作者、北京国家生物科学研究所的曹鹏说:“但关于信号是如何从肠道传输到大脑的细节尚不清楚，因为科学家们无法在小鼠身上研究这一过程。”啮齿类动物不能呕吐，可能是因为它们的食道很长，肌肉力量与它们的体型相比较弱。因此，科学家一直在研究狗和猫等其他动物的呕吐物，但这些动物没有得到全面的研究，因此未能揭示恶心和呕吐的机制。
曹和他的团队注意到，虽然老鼠不呕吐，但它们会干呕，这意味着它们也会有呕吐的冲动，但不会呕吐。研究小组发现，在接受了A型葡萄球菌肠毒素(SEA)后，这是一种常见的细菌毒素，由金黄色葡萄球菌产生，也导致食源性疾病在人类身上，老鼠出现了不寻常的张嘴行为。
接受SEA的小鼠张开嘴的角度比对照组观察到的大对照组在那里，老鼠被注射盐水。此外，在这些发作期间，接受sea治疗的小鼠的横膈膜和腹肌同时收缩，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，我们成功地建立了一个研究毒素诱导的小鼠干呕的范例，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，”曹说。
在接受SEA治疗的小鼠中，研究小组发现，肠道中的毒素会激活肠腔内壁的肠色素细胞释放血清素(一种神经递质)。释放的血清素与迷走神经上的受体结合感觉神经元它将信号从肠道沿着迷走神经传递给脑干中迷走神经背侧复合体的一种特定类型的神经元——tac1 +DVC神经元。当Cao和他的团队灭活Tac1+DVC神经元后，sea处理的小鼠比Tac1+DVC神经元活性正常的小鼠干呕更少。
此外，该团队还调查了是否化疗药物它也会引起受体的防御反应，如恶心和呕吐，激活同样的神经通路。他们给老鼠注射了阿霉素，一种常见的化疗药物。这种药物使老鼠但当研究小组灭活它们的Tac1+ DVC神经元或肠色素细胞合成的血清素时，动物的干呕行为显著减少。
曹说，目前一些用于化疗接受者的抗恶心药物，如格拉司琼，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，这将帮助我们开发更好的药物，”曹说。
接下来，曹和他的同事想要探索毒素是如何作用于肠色素细胞的。初步研究表明，肠色素细胞不能直接感知毒素的存在。这一过程可能涉及肠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，咳嗽是我们的身体试图清除冠状病毒。这是一个新的令人兴奋的研究领域大脑曹说，并补充说，未来的研究可能会揭示新的更好的药物靶点，包括抗恶心药物。
