Science：新研究绘制了肠道神经元对细菌、寄生虫和食物过敏的反应

肠道神经系统（enteric nervous system, ENS）是一个巨大的神经网络，分布于肠道壁内。虽然它因调节消化和食物在肠道中的运动而广为人知，但研究人员逐渐发现其影响远不止于此。

马萨诸塞州总医院分子生物学系的Ramnik Xavier博士是发表在《科学》杂志上的论文《肠道神经系统对微生物群和2型炎症反应的区域编码》的资深作者。该论文为越来越多的证据增添了新内容，表明肠道神经系统与免疫系统紧密合作，帮助身体应对细菌、寄生虫和过敏原。

ENS远不止是肠道消化和运动的控制中心，它在身体维持平衡和保护自身免受伤害方面也扮演着关键角色。

胃肠道不断受到微生物群、病原体和免疫系统驱动变化的影响。然而，科学家们对于构成ENS的肠道神经网络如何响应这些变化条件仍知之甚少，部分原因是难以详细研究这些神经元。

为了解决这个问题，研究人员调查了具有不同且精心挑选的肠道微生物组的小鼠模型，以及暴露于过敏原或寄生虫感染的其他小鼠模型。在每种情况下，研究团队都分析了肠道不同区域的ENS，以确定其对上述条件的反应。

研究人员使用了一种特殊的小鼠模型，该模型带有荧光标记系统，能使肠神经元的细胞核发出荧光。这使得他们能够从其他肠道组织中识别和分选神经元，并逐个研究这些细胞的细胞核以了解它们的基因活动。

这种方法使研究者能够看到每个细胞中哪些基因是活跃的——事实上，他们平均在每个神经元中检测到超过6,000个基因，其中包括用标准方法难以检测的低表达基因。

此外，为了研究这些神经元如何适应不同条件，该团队使用了一种病毒工具来删除特定的目标基因。这个过程有助于更清晰地了解哪些基因控制着神经元的行为和反应方式。

研究结果

通过研究肠道单个神经元的基因活动，该团队揭示了两个主要模式，展现了ENS的多样性和适应性。一组感觉神经元在不同部位和条件下，其细胞数量显示出巨大差异。

这些感觉神经元因其特化的通讯方式而突出，包括对过敏反应或寄生虫感染期间产生的许多免疫分子的响应信号。另一组是控制肠道运动的运动神经元，它们在不同条件下表达的基因表现出更渐进的变化，同时保持数量稳定。

引人注目的是，这些模式在截然不同的条件下都被观察到——从过敏到寄生虫感染，再到无菌状态——这表明肠道的神经系统协调其活动以维持肠道平衡，无论面临何种挑战。

总之，这些发现创建了迄今为止最详细的路线图，展示了肠道神经系统如何应对不同的环境挑战。该研究表明，肠神经元活动的变化与肠道功能密切相关，将细胞行为与更广泛的肠道生理联系起来。

研究人员表示，通过揭示这些联系，他们为未来研究ENS如何支持肠道健康，以及当这种平衡在疾病中被破坏时会发生什么奠定了基础。

通过绘制肠神经元在炎症期间的变化图，该团队现在旨在探索肠道的神经系统是否以及如何直接影响炎症反应。为了推动治疗进展，他们还将研究患者样本和实验室培养的肠道模型，以确定这些发现如何应用于人类。

最后但同样重要的是，由于肠神经元也与连接大脑的其他神经进行通讯——影响食欲、食物摄入等——理解ENS中与炎症相关的变化如何影响这些更广泛的神经网络，可以揭示更多关于肠道在整体健康和疾病中的作用。（生物谷Bioon.com）

参考文献：
Peng Tan et al, Regional encoding of enteric nervous system responses to microbiota and type 2 inflammation, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adr3545.