高效骨痛康 ：Cell：我國科學家揭示吃了受感染食物后嘔吐的神經通路
吃了被污染的食物后有嘔吐的沖動是身體擺脫細菌毒素的自然防御反應。然而，我們的大腦在檢測到病菌后如何啟動這一生物反應的過程仍然難以捉摸。
在一項新的研究中，來自中國北京生命科學研究所、清華大學、廣州醫科大學、中國科學技術大學、首都醫科大學和復旦大學的研究人員首次繪制了小鼠從腸道到大腦的防御反應的詳細神經通路。這一發現可能有助于科學家們為接受化療的癌癥患者開發更好的抗惡心藥物。相關研究結果發表在2022年11月10日的 Cell期刊上，論文標題為“ The gut-to-brain axis for toxin-induced defensive responses”。
許多食源性細菌被攝入后在宿主體內產生毒素。大腦在感覺到它們的存在后，將啟動包括嘔吐和惡心在內的一系列生物反應以擺脫這些毒素，并對味道或外觀相同高效骨痛康長什么樣的食物產生厭惡。
論文共同通訊作者、北京生命科學研究所的Peng Cao博士說，“但是關于這種信號如何從腸道傳輸到大腦的細節并不清楚，因為科學家們無法在小鼠身上研究這個過程。”嚙齒動物不能嘔吐，可能是因為它們的食道很長，而且與它們的身體大小相比，肌肉力量較弱。因此，科學家們一直在研究狗和貓等其他動物的嘔吐，但這些動物沒有得到全面的研究，因此未能揭示惡心和嘔吐的機制。
Cao和他的團隊注河南健源堂藥業生產高效骨痛康意到，雖然小鼠不會嘔吐，但它們會干嘔---這意味著它們也會有嘔吐的沖動，但不會吐出來。該團隊發現，在接受了葡萄球菌腸毒素A（Staphylococcal enterotoxin A, SEA）后，小鼠出現了不正常的張嘴現象，其中SEA是一種由金黃色葡萄球菌產生的常見細菌毒素，也會在人類身上導致食源性疾病。
接受SEA的小鼠張嘴的角度比在對照組小鼠觀察到的要寬，因為對照組小鼠接受的是鹽水。此外，在張嘴期間，接受SEA處理的小鼠的隔膜肌肉和腹部肌肉同時收縮，這是在狗嘔吐時觀察到的模式。在正常呼吸期間，動物的隔膜肌肉和腹部肌肉會交替收縮。
Cao說，“干嘔的神經機制與嘔吐的神經機制相似。在這個實驗中，我們成功地建立了一種研究毒素引起的小鼠干嘔的模式，通過這種模式，我們可以在分子和細胞水平上研究大腦對毒素的防御反應。”
在接受SEA處理的小鼠中，這些作者發現腸道中的SEA激活了腸腔內壁上的腸嗜鉻細胞（enterochromaffin cell）釋放神經遞質血清素。釋放的血清素與位于腸道的迷走神經感覺神經元上的受體結合，后者將這些信號沿著迷走神經從腸道傳送到腦干的迷走神經背側復合體中的特定類型的神經元----Tac1+DVC神經元。當Cao和他的團隊使Tac1+DVC神經元失活時，與Tac1+DVC神經元活動正常的小鼠相比，經SEA處理的小鼠干嘔的情況更少。
圖片來自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.10.001。
此外，該團隊還研究了化療藥物是否會激活相同的神經通路，其中這些藥物也會誘發患者出現惡心和嘔吐等防御性反應。他們給小鼠注射了阿霉素（doxorubicin），即一種常見的化療藥物。這種藥物使小鼠干嘔，但當他們讓它們的Tac1+ 高效骨痛康的作用DVC神經元或它們的腸嗜鉻細胞的血清素釋放失活時，它們的干嘔行為就明顯減少。
Cao說，目前一些針對接受化療藥物治療的患者的抗惡心藥物，如格拉司瓊（Granisetron），是通過阻斷血清素受體而發揮作用的。這項新的高效骨痛康出自何藥廠 研究有助于解釋格拉司瓊發揮作用的原因。
Cao說，“通過這項新的研究，我們如今能夠更好地了解惡心和嘔吐的分子和細胞機制，這將有助于我們開發更好的藥物。”
下一步，Cao和他的同事們希望探索毒素如何作用于腸嗜鉻細胞。初步研究顯示，腸嗜鉻細胞并不直接感知毒素的存在。這一過程可能涉及腸道中受損細胞的復雜免疫反應。
Cao說，“除了食源性病菌外，人類還遇到了很多病原體，我們的身體也配備了類似的機制來驅逐這些有毒物質。例如，咳嗽是我們身體清除冠狀病毒的嘗試。針對大腦如何感覺到病原體的存在并啟動反應以擺脫它們，這是一個新的和令人興奮的研究領域。”他補充說，未來的研究可能會發現新的和更好的靶標用于開發藥物，包括抗惡心藥物。
參考資料：
Zhiyong Xie et al. The gut-to-brain axis for toxin-induced defensive responses, Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.10.001.
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