2022年06月03日发布 | 908阅读

Cell 肠道-腹腔-脑轴! | 大脑如何控制我们的食欲?张通医生等人发现内脏器官与大脑间的神经环路

张通

广州市第一人民医院第八批援藏医疗队队长、胃肠外科

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| AiBrain内容团队编辑

胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是由远端小肠黏膜上皮L细胞分泌的一种信号肽,它通过减低摄食和抑制胃动力,防止胆汁或者未经完全消化的食物过快通过下端肠道。然而,肠道分泌的GLP-1,会在血液循环中快速降解并失活,因此,下端肠道局部分泌的GLP-1如何调控远处器官,目前仍不清楚。


北京时间2022年6月2日晚23时,美国西奈山医学院Ivan De Araujo课题组(第一作者为广州市第一人民医院张通医生)在Cell杂志发表长文,通过前沿的神经生物学技术,证实了远端回肠L细胞内分泌的GLP-1是由位于肌层的表达GLP-1R(胰高血糖素-1受体)的神经元监测,并通过腹腔交感神经节,进而介导胃动力减低和扩张。



该文进一步深入研究并发现,位于脊髓的背根神经元,是感受胃扩张,并将感觉信息传导到只延髓,从而引发下丘脑与脑干协同的降低摄食行为。

广州市第一人民医院第八批援藏医疗队队长、胃肠外科医生张通在了解病患康复情况。


张通,主治医师,医学博士在读,西奈山医学院访问学者,从事胃肠外科临床工作多年。擅长胃肠道良恶性肿瘤和肛门疾病的综合诊疗。2021年9月1日,参加广州市“组团式”援藏医疗队,帮助藏民摆脱十余年病痛。


首先通过光遗传和化学遗传技术,激活小鼠远端回肠内的表达GCG-cre的L细胞,以模拟小肠L细胞分泌GLP-1的效应。


结果显示,远端回肠内局部激活L细胞,并释放GLP-1,会引发小鼠明显的胃扩张和食欲减低。而且,位于回肠肌层内且表达GLP-1R的肠道内神经元也同时被激活。同样,应用化学遗传手段,直接激活回肠肌间的GLP-1R神经元,也可引发小鼠胃的扩张并抑制摄食。



作者进一步发现,表达GLP-1R的回肠肌间神经元,是一种远程投射的肠神经元(Intestinofugal Neuron,IFN)。其轴突离开肠道,投射至腹腔交感神经节(Celiac Ganglion, CG),从而进步一点调控胃动力。摘除腹腔交感神经节,或者特异性消除这一肠道至腹腔神经节的投射,都会消弭肠道内分泌GLP-1的生理学效应。



通过一系列神经环路示踪手段,作者在解剖环路层面展示了回肠L细胞—>GLP-1R肠IFN神经—>腹腔交感神经节—>胃神经环路的存在。


作者进一步发现,腹腔交感神经节主要通过调控表达Nos1的胃内运动神经元接到GLP-1的生理效应。尽管胃肌层也大量存在表达ChAT的神经元,但是其几乎不接受腹腔交感神经节的调控。利用药物遗传学,特异性激活胃内表达NOS1的神经元,也可再次重复了GLP-1降低胃蠕动的生理学效应。



为了进一步深入探讨感受胃蠕动减低和胃胀引发的饱腹/不适感的神经环路,作者通过环路特异性示踪和干预手段,发现脊髓背根神经(而非迷走神经)是介导这一感受的主要神经环路。


脊髓背根神经将胃张力信息传导至延髓的外侧网状核(LRN),并进一步传导至后侧下丘脑(PSTn),从而调控脑干运动神经系统(PCRt),以减少进食。



相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.05.007




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