如今,在一項(xiàng)新的研究中,來自美國麻省理工學(xué)院的研究人員更加詳細(xì)地揭示出當(dāng)在食物豐富的地方停留時(shí),秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)的消化道如何給大腦發(fā)送信號。他們發(fā)現(xiàn)存在于線蟲腸道中的一類神經(jīng)元專門用于監(jiān)測線蟲何時(shí)攝入細(xì)菌;一旦這種情形發(fā)生,這些神經(jīng)元就釋放一種神經(jīng)遞質(zhì),這種神經(jīng)遞質(zhì)給大腦發(fā)出停止移動(dòng)的信號。他們還在這種特定的神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)新的用于檢測細(xì)菌的離子通道。
這些研究人員已知道血清素(serotonin)釋放促進(jìn)線蟲減慢速度以便攝入大量存在的食物,但是他們并不知道是什么觸發(fā)血清素釋放。為了弄清楚這一點(diǎn),他們決定研究一種產(chǎn)生血清素的稱為神經(jīng)分泌-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(neurosecretory-motor neuron, NSM)的腸神經(jīng)元,其中,NSM神經(jīng)元位于線蟲消化器官的內(nèi)壁上。
通過一系列實(shí)驗(yàn),這些研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)線蟲攝入細(xì)菌性食物時(shí),NSM神經(jīng)元會(huì)立即活躍起來。NSM神經(jīng)元具有長長的投射到線蟲腸道中的神經(jīng)突(neurite)。他們還發(fā)現(xiàn)作為NSM神經(jīng)元的感覺神經(jīng)末梢,這種神經(jīng)突在線蟲攝入細(xì)菌性食物時(shí)起著激活這些神經(jīng)元的關(guān)鍵作用。
進(jìn)一步的研究揭示出兩個(gè)新的位于這種神經(jīng)突頂端的離子通道---稱為DEL-3和DEL-7---是NSM神經(jīng)元被攝入的細(xì)菌性食物激活所必需的。這兩種離子通道屬于一個(gè)稱為酸敏感離子通道(acid-sensing ion channel, ASIC)的蛋白家族。ASIC存在于包括人類在內(nèi)的所有動(dòng)物中,其中的一些離子通道在味覺和疼痛檢測中起作用,而其他的離子通道的功能仍然是未知的。有趣的是,這些離子通道也在哺乳動(dòng)物腸道內(nèi)的腸神經(jīng)元中表達(dá)。Flavell猜測ASIC可能在檢測存在于消化道和其他地方的細(xì)菌群體中發(fā)揮著重要的作用。
這些研究人員如今試圖揭示DEL-3和DEL-7如何檢測細(xì)菌。一種可能性是這兩種離子通道直接檢測細(xì)菌分泌的化合物。Flavell說,還有一種可能性就是細(xì)菌化合物可能與附近的受體相互作用,隨后激活這兩種離子通道