神經(jīng)系統(tǒng)操控人的感知、認(rèn)知、運(yùn)動、呼吸、消化等多種功能，至關(guān)重要且不可或缺，由中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)兩大部分組成。其中，腦神經(jīng)作為周圍神經(jīng)系統(tǒng)三大組成之一（其余兩個分別是脊神經(jīng)和植物神經(jīng)），共有12對，主要支配頭面部器官的感覺和運(yùn)動。
而迷走神經(jīng)（vagus nerve）作為腦神經(jīng)中最長、分布最廣的一對神經(jīng)，負(fù)責(zé)身體和大腦信號的聯(lián)絡(luò)。每日三餐后，迷走神經(jīng)負(fù)責(zé)感應(yīng)、傳遞“吃飽”的信號，調(diào)控食物消化和營養(yǎng)吸收。此外，它還參與呼吸、心率和運(yùn)動等過程。
然而，迷走神經(jīng)如何接受信號、行使上述功功能一直未知。操控“飽腹”的信號通路有幾條？迷走神經(jīng)怎么區(qū)分蛋白質(zhì)、碳水化合物或者脂肪？它又是如何傳遞信號刺激消化酶的分泌？
帶著這些疑惑，哈佛醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)副教授Stephen Liberles 帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以老鼠為模型，對迷走神經(jīng)進(jìn)行了遺傳學(xué)剖析，發(fā)現(xiàn)分布于胃腸道的迷走神經(jīng)具有兩種不同類型的感應(yīng)神經(jīng)元，分別控制營養(yǎng)吸收、食物攝取。
其中，GPR65神經(jīng)元負(fù)責(zé)監(jiān)管營養(yǎng)物質(zhì)的攝取，而GLP1R神經(jīng)元負(fù)責(zé)感受腸胃張力、傳遞飽腹信號。相關(guān)研究成果于5月26日發(fā)表在《Cell》期刊。
這兩類感應(yīng)神經(jīng)元細(xì)胞行使著不同的功能：
大腦如何感應(yīng)“飽腹”？首先，胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）受體（GLP1R）神經(jīng)元負(fù)責(zé)感受腸胃張力，隨后將神經(jīng)刺激由受體傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)。我們知道，GLP-1由腸道分泌負(fù)責(zé)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，有著減少腸蠕動、控制攝食減輕體重的功能，是目前2型糖尿病藥物作用的主要靶點(diǎn)。
所以，按理GLP1R神經(jīng)元應(yīng)該控制營養(yǎng)物質(zhì)吸收，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻意外的顯示，這類神經(jīng)元對腸胃張力感受器敏感，負(fù)責(zé)傳遞“吃飽”信號。而且，這些感應(yīng)神經(jīng)元分布于胃部肌壁，而不是腸道的內(nèi)表面。
而GPR65神經(jīng)元會分泌感受激素的受體，進(jìn)而調(diào)控腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。感應(yīng)神經(jīng)元會識別穿過小腸到達(dá)腸道絨毛的營養(yǎng)物質(zhì)。但是，神經(jīng)細(xì)胞如何區(qū)別大分子呢？研究證實(shí)，GPR65神經(jīng)元通過響應(yīng)食物釋放的各種化學(xué)信號，從而獲取區(qū)分糖類、脂肪、蛋白質(zhì)以及酸堿平衡的線索。
最終，這兩類感應(yīng)神經(jīng)元將信號由受體傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)。相應(yīng)得，研究人員在腦干核心區(qū)域發(fā)現(xiàn)了兩類不同的神經(jīng)元細(xì)胞。神奇的是，這兩類神經(jīng)細(xì)胞緊鄰排列，且無重疊，這意味著接受身體信號的中樞系統(tǒng)也存在兩條通路。
研究人員表示，這些不同分布行使不同功能的神經(jīng)元細(xì)胞有望成為控制食物攝取的藥物靶向目標(biāo)。此外，它對于胃腸道疾病、2型糖尿病治療也有一定參考意義。