当我们肠胃不适时,往往会不自觉地失去食欲。这一常见体验背后的生物学机制,长期以来一直是个谜。如今,科学家首次完整绘制出了从肠道免疫系统到大脑的“分子电话线”,精准解释了为什么我们在感染期间会不想吃东西。
这项研究于2026年3月25日发表在国际顶级期刊《自然》上,由加州大学旧金山分校David Julius教授(2021年诺贝尔生理学或医学奖得主)与Richard Locksley教授联合主导完成。
两种罕见细胞的精妙对话
研究聚焦于肠道中两种非常稀有的细胞类型:
- 簇细胞:扮演“侦察兵”角色,能够检测到寄生虫等入侵者,并启动2型免疫应答;
- 肠嗜铬细胞:充当“信号发送器”,可释放血清素激活连接大脑的神经纤维。
当寄生虫感染发生时,簇细胞会释放一种通常由神经元使用的化学信使——乙酰胆碱。令人意外的是,簇细胞并不是像神经元那样依赖突触囊泡和兴奋性膜来释放乙酰胆碱,而是通过一套完全不同的分子机制。
这种信号随后作用于肠嗜铬细胞,促使其释放血清素。血清素进而激活迷走神经,将“停止进食”的指令直接传达给大脑。
为什么不会“一感染就马上没胃口”?
研究者发现,簇细胞释放乙酰胆碱分为两个截然不同的阶段,解释了感染后食欲减退的“延迟”现象:
- 第一阶段:在感染初期,簇细胞快速释放一次短暂、微弱的乙酰胆碱“试探信号”;
- 第二阶段:只有当免疫系统确认威胁持续存在、启动全面应答后,簇细胞数量增多,才开始持续、缓慢地释放大量乙酰胆碱。
这个“事实核查”机制确保大脑只在确认感染已确立、需要调动机体资源应对时,才会改变进食行为。这避免了因误报而干扰正常生理。
验证实验与临床意义
研究团队通过基因工程小鼠验证了这一通路的功能:
- 正常小鼠在感染后食量明显下降;
- 而簇细胞无法产生乙酰胆碱的基因改造小鼠,即使在感染后依然正常进食。
该发现不仅解开了寄生虫感染引起食欲减退的谜团,还为更广泛的问题提供了新视角。簇细胞在体内分布极广——肠道、气道、胆囊、生殖道等处均有存在。当这一信号通路被异常激活或失调时,可能与多种疾病相关:
- 肠易激综合征(IBS)
- 食物不耐受
- 慢性内脏痛
研究者指出,未来或许可以通过“控制簇细胞的输出信号”,来调节感染相关的生理反应,甚至为上述慢性病开发新型疗法。
核心要点
- 核心通路:簇细胞 → 乙酰胆碱 → 肠嗜铬细胞 → 血清素 → 迷走神经 → 大脑
- 延迟机制:分“试探”与“持续”两阶段释放信号,确保威胁确认后才抑制食欲
- 分子独特性:簇细胞使用神经元化学语言(乙酰胆碱),却无需神经元释放装置
- 临床潜力:该通路为肠易激综合征、慢性内脏痛等提供了全新的干预靶点
原始论文信息
标题:寄生虫触发上皮细胞间通讯驱动肠-脑信号传导
作者:Kouki K. Touhara, Jinhao Xu, Joel Castro, Hong-Erh Liang, Guochuan Li, Mariana Brizuela, Andrea M. Harrington, Sonia Garcia-Caraballo, Tracey O’Donnell, Daniel Neumann, Nathan D. Rossen, Fei Deng, Gudrun Schober, Yulong Li, Richard M. Locksley, Stuart M. Brierley & David Julius
期刊:Nature (2026)
DOI:10.1038/s41586-026-10281-5
摘要:本研究表明,在寄生虫感染期间,肠道上皮中的簇细胞通过两种不同的机制(急性和持续性)释放乙酰胆碱,以激活相邻的肠嗜铬细胞。活化的肠嗜铬细胞释放血清素,刺激迷走神经传入神经元,从而抑制食物摄入。这种双相旁分泌信号解释了感染期间食欲减退的延迟发生,并揭示了一个直接驱动保护性行为改变的肠-免疫-大脑回路。