吃了被汙染的食物後有想要嘔吐的衝動是身體清除細菌毒素的自然防禦反應。然而，我們的大腦在檢測到細菌後是如何啟動這種生物反應過程的仍然沒有搞清楚。研究人員第一次繪製出老鼠從腸道到大腦的防禦反應詳細神經通路。這項研究發表在11月1日的細胞出版社（Cell Press）旗下期刊 Cell（《細胞》）上，可以幫助科學家為接受化療的癌症患者開發出更好的抗嘔吐藥物。

許多食源性細菌在被攝入後會在宿主體內產生毒素。在感知到它們的存在後，大腦會啟動一系列生物反應，包括嘔吐和噁心，從而清除這些物質，並對味道或外觀相同的食物產生厭惡。

該論文通訊作者、北京生命科學研究所的曹鵬說：“但訊號如何從腸道傳輸到大腦的細節尚不清楚，因為科學家無法在小鼠身上研究這一過程。”齧齒類動物不能嘔吐，這可能是因為它們的食道很長，以及與體型相比較弱的肌肉力量。因此，科學家一直在研究狗和貓等其他動物的嘔吐，但這些動物尚未得到全面的研究，因此未能揭示噁心和嘔吐的機制。

曹鵬和他的團隊注意到，雖然老鼠不嘔吐，但它們會幹嘔，這意味著它們也會有嘔吐的衝動，但不會嘔吐。研究小組發現，在感染了A型葡萄球菌腸毒素（SEA）後，老鼠出現了不尋常的張嘴行為。SEA是由金黃色葡萄球菌產生的一種常見細菌毒素，也會導致人類的食源性疾病。感染SEA小鼠張開嘴的角度比對照組的小鼠更寬，後者食用的是鹽水。此外，在發作期間，接受SEA處理的小鼠的橫膈膜和腹肌同時收縮，這與狗在嘔吐時的模式相似。在正常呼吸時，動物的膈肌和腹肌交替收縮。

“乾嘔的神經機制與嘔吐相似。在這個實驗中，我們成功建立了一個研究毒素誘導小鼠乾嘔的範例，透過這個範例，我們可以在分子和細胞水平上觀察大腦對毒素的防禦反應。”曹鵬說。

在接受SEA處理的小鼠中，研究小組發現，腸道中的毒素會啟用腸腔內壁膜的腸嗜鉻細胞釋放血清素（一種神經遞質）。釋放的血清素與位於腸道的迷走神經感覺神經元上的受體結合，將訊號沿著迷走神經從腸道傳遞到腦幹中迷走神經背側複合體的一種特定型別的神經元——Tac1+DVC神經元。當曹鵬和他的團隊滅活Tac1+DVC神經元后，SEA處理的小鼠比Tac1+DVC神經元活性正常的小鼠乾嘔更少。

此外，研究小組還分析了化療藥物是否激活了相同的神經通路。化療藥物也會引起接受者的防禦反應，如噁心和嘔吐。他們給老鼠注射了阿黴素，一種常見的化療藥物。這種藥物使老鼠乾嘔，但當研究小組滅活了它們的Tac1+ DVC神經元或其腸嗜鉻細胞的血清素合成物時，動物的乾嘔行為顯著減少。

曹鵬說，目前一些用於化療接受者的抗嘔吐藥物，如格拉司瓊，是透過阻斷血清素受體起作用的。這項研究有助於解釋這種藥物為何有效。

“透過這項研究，我們現在可以更好地瞭解噁心和嘔吐的分子和細胞機制，這將幫助我們開發更好的藥物。”曹鵬說。

接下來，曹鵬和他的同事想要探索毒素是如何作用於腸嗜鉻細胞的。初步研究表明，腸嗜鉻細胞不能直接感知毒素的存在。這一過程可能涉及腸內受損細胞的複雜免疫反應。

“除了食源性細菌，人類還會遇到很多病原體，我們的身體也有類似的機制來排出這些有毒物質。例如，咳嗽是我們的身體在試圖清除冠狀病毒。這是一個新的、令人興奮的研究領域，有關大腦如何感知病原體的存在，並啟動反應來清除它們。”曹鵬說，未來的研究可能會揭示新的、更好的藥物靶點，包括抗嘔吐藥物。

閱讀論文原文：https：//www。cell。com/current-biology/fulltext/S0092-8674（22）01314-9

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