一项新研究揭示了当食物丰富时，秀丽隐杆线虫的消化道如何向大脑发送信号。麻省理工学院的研究人员发现，线虫肠道中的一类神经元专门监测何时摄入细菌；一旦发生，这些神经元释放神经递质，向大脑发出停止移动的信号。他们还发现了新的用于检测细菌的离子通道。相关结果于2018年12月20日在线发表在《Cell》期刊上，论文标题为“ASICs Mediate Food Responses in an Enteric Serotonergic Neuron that Controls Foraging Behaviors”。通信作者为麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所成员、大脑与认知科学助理教授Steven Flavell博士，第一作者为前技术助理Jeffrey Rhoades。

研究人员已知血清素释放能促进线虫减慢速度以摄入大量食物，但触发血清素释放的机制未知。为此，他们研究了一种产生血清素的肠神经元——神经分泌-运动神经元（NSM），它位于线虫消化器官内壁上。

通过一系列实验，他们发现当线虫摄入细菌性食物时，NSM神经元立即活跃。NSM神经元具有伸入肠道的神经突，作为感觉神经末梢，在摄入细菌时激活神经元。进一步研究揭示，神经突顶端的两个新离子通道——DEL-3和DEL-7——是NSM神经元被激活所必需的。它们属于酸敏感离子通道（ASIC）家族，存在于包括人类在内的所有动物中，部分ASIC在味觉和疼痛检测中起作用，其他功能未知。有趣的是，这些离子通道也在哺乳动物肠道内的肠神经元中表达。Flavell猜测ASIC可能在检测消化道及其他地方的细菌群体中发挥重要作用。

目前，研究人员正试图揭示DEL-3和DEL-7如何检测细菌。一种可能是它们直接检测细菌分泌的化合物；另一种可能是细菌化合物与附近受体相互作用，随后激活这些离子通道。

参考资料：

Jeffrey L. Rhoades et al. ASICs Mediate Food Responses in an Enteric Serotonergic Neuron that Controls Foraging Behaviors. Cell, 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.11.023.