*仅供医学专业人士阅读参考
2016年，罗马IV诊断指南中将“功能性胃肠障碍”重命名为“肠-脑相互作用障碍”，肯定了肠-脑轴在人类健康中的关键作用，近年来，肠-脑轴作为新兴研究领域，研究数量大涨，多种途径得到揭示。2022年，更是有一些发表在顶级期刊上的“现象级研究”，让我们对肠-脑轴有了更加深刻的认识。
因此，Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology杂志发表了一篇年度综述[1]，着重回顾了三项2022年发表的肠-脑轴研究进展，分别涉及口渴和饮水后饱腹的神经通路[2]、进食和求偶行为转换的调控因子[3]和肠道病毒组与认知功能的关系[4]。
第一项研究发表在Nature上[2]，加州理工学院的研究人员关注了肠道和大脑间的直接神经连接。一般来说，有几个直接途径存在，包括具有双向投射的神经节中细胞体迷走神经传入、投射到肠道和脊髓的背根神经节中的感觉神经元，以及迷走神经和交感神经传出纤维与肠道中靶细胞的沟通。这些通路要么支配肠神经系统（ENS），要么直接从肠道细胞传递信息。
研究人员解析了迷走神经在口渴和饮水行为中扮演的角色。此前，虽然已知迷走神经在营养感知和食欲调节，包括水摄入量方面起到重要作用，但它感知渗透压并将信息传递给大脑的机制很大程度上是未知的。
利用小鼠体内迷走神经元的光和电信号记录，研究人员发现，口渴和饮水后的饱腹由肠道和肝门区（HPA）的信号经迷走神经传导到参与口渴的前脑区域。迷走神经元一个亚群始终是由肠道中的水注入激活的，而不是胃。这个亚群是迷走神经节中表达速激肽-1的神经元，投射到HPA。
通过手术或化学方法将迷走神经去神经支配，显示出了HPA在基于渗透压将口渴和饮水后饱腹的信号传递到大脑的过程中起着核心作用。
进一步研究表明，HPA迷走神经传入对渗透压本身的变化并不敏感，而是部分对水诱导的血管活性肠肽（VIP）的响应，这种分子可能是肠道神经元释放的。
这项研究结果不仅对我们理解口渴和饮水后饱腹背后的稳态机制，也对理解肠-脑轴的紊乱如何影响这一重要生理功能也有相当大的意义，强调了迷走神经复杂的功能，以及器官的迷走神经支配在指导肠-脑通讯中的作用。
第二项研究同样发表在Nature上，加州大学圣地亚哥分校的研究人员揭示了一种内分泌通讯机制，在肠道释放激素和神经肽后将信息通过循环系统传递到大脑。
这项研究在果蝇中进行，研究人员分析了特定食物组对果蝇进食和求偶行为的影响，因为在进食和求偶之间切换的能力对进化的适应性很重要，自然中的动物需要平衡进食保证生存和求偶保证繁殖的时间。
研究人员让雄性果蝇断食24小时，然后恢复喂食，再将它们和雌性果蝇放置在一起，有意思的是，如果喂的是蛋白质，它们就会转向求偶行为，而喂蔗糖的话则不会。
机制研究表明，果蝇向求偶行为的转变是通过激活肠内分泌细胞产生利尿激素31（DH31）介导的，而氨基酸能够使循环系统中的DH31水平升高，肠道释放出来的DH31激活了大脑中特定的神经元亚群，包括产生corazonin的神经元，corazonin是一种在无脊椎动物中发现的神经肽，类似于哺乳动物中的促性腺激素释放激素，产生corazonin的神经元参与了果蝇的生殖行为。
大脑中DH31受体的消除抑制了果蝇由进食向求偶行为的转换。
这就是喂养蛋白质后，果蝇转向求偶行为的神经学机制。这一机制突出了特定营养物质对神经元活动和行为的影响。
最后一项研究发表在Cell Host & Microbe上，西班牙的研究团队描述了肠道病毒组对认知功能的影响。
研究普遍发现，肠道微生物的组成受到食物的影响，进而影响行为，但其中的神经学机制还不清楚，而且除了肠道细菌外，真菌和病毒的研究也很少。实际上，人类肠道中的病毒数量至少与细菌相等，其中约90%是噬菌体。
在这项新研究中，人肠道中特定顺序的噬菌体的水平增加与特定种类细菌的丰度有关，也与认知测试的表现有关，例如，有尾噬菌体目和长尾噬菌体科水平较高的人，乳球菌属、乳杆菌属和链球菌属水平也较高，在中央执行处理任务中表现较好，而微小噬菌体科水平较高的人执行功能受损更严重。
小鼠和果蝇的大脑转录组分析显示了有尾噬菌体目和长尾噬菌体科水平与神经基因表达之间的关联，这些噬菌体与参与突触可塑性、神经活动和神经元发育的基因的表达关联最为密切。基于这些结果，研究人员得出结论，噬菌体的平衡是饮食和微生物群对肠-脑轴的影响一个重要附加因素。
肠道与大脑之间的各种沟通方式
这三项研究，以及2022年发表的很多研究，表明了肠道和大脑之间的交流途径是一个新兴研究领域。随着对基因组、转录组、蛋白质组和代谢组的研究增加，我们有机会了解更多的肠-脑轴机制。未来，还会有更全面的方法来研究各个器官的生理功能与肠道微生物之间的相互作用。
参考文献：
[1] Hao M M, Stamp L A. The many means of conversation between the brain and the gut[J]. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2022: 1-2.
[2] Ichiki T, Wang T, Kennedy A, et al. Sensory representation and detection mechanisms of gut osmolality change[J]. Nature, 2022, 602(7897): 468-474.
[3] Lin H H, Kuang M C, Hossain I, et al. A nutrient-specific gut hormone arbitrates between courtship and feeding[J]. Nature, 2022, 602(7898): 632-638.
[4] Mayneris-Perxachs J, Castells-Nobau A, Arnoriaga-Rodríguez M, et al. Caudovirales bacteriophages are associated with improved executive function and memory in flies, mice, and humans[J]. Cell Host & Microbe, 2022, 30(3): 340-356. e8.
本文作者丨应雨妍
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