小鼠腸道感覺細(xì)胞系通過血清素直接與腸道神經(jīng)元進(jìn)行對話，讓大腦知道某些化合物是否存在。這些腸道細(xì)胞將腸道的內(nèi)含物告訴大腦。但是對這種腸道-大腦對話的分子機(jī)制的認(rèn)識因技術(shù)限制受到阻礙。如今，在一項新的研究中，通過研究小鼠腸道類器官和腸道組織切片中的一種關(guān)鍵的腸道感覺細(xì)胞（即腸嗜鉻細(xì)胞）。

腸嗜鉻細(xì)胞是一種腸上皮內(nèi)分泌細(xì)胞。它們是非常罕見的，僅占腸上皮的1%不到，但是負(fù)責(zé)產(chǎn)生身體90%的血清素產(chǎn)生。有人已提出這些細(xì)胞發(fā)揮著化學(xué)傳感器的作用，檢測腸腔中的分子，并且作出反應(yīng)，分泌血清素來觸發(fā)神經(jīng)元控制的腸道運動、收縮和疼痛。但是這些腸腔分子可能是什么，血清素如何發(fā)揮它對神經(jīng)元的影響，仍然是未知的。

論文共同通信作者、加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)科學(xué)家David Juliu說，“問題在于血清素僅是擴(kuò)散出去與遠(yuǎn)處的神經(jīng)元相互作用？或者神經(jīng)元和腸嗜鉻細(xì)胞系之間也存在點對點連接？”他說，這樣的突觸連接是有先例的，并且解釋道，已有人報道一組相關(guān)的腸上皮細(xì)胞（被稱作腸內(nèi)分泌細(xì)胞）與神經(jīng)元之間存在直接的突觸連接。

在來自小鼠的腸道類器官中，Julius團(tuán)隊研究了腸嗜鉻細(xì)胞的電生理學(xué)性質(zhì)、蛋白表達(dá)和血清素分泌等等。他們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞表達(dá)電壓門控離子通路，而且是電興奮性的（它是感覺細(xì)胞的一種特征）。

隨后，通過篩選30種可能的腸腔化合物，他們發(fā)現(xiàn)幾種化合物能夠觸發(fā)腸嗜鉻細(xì)胞興奮。它們是異戊酸（腸道細(xì)菌產(chǎn)生的一種脂肪酸）、兒茶酚胺類激素（多巴胺、腎上腺素和去甲腎上腺素）。

Julius團(tuán)隊繼續(xù)證實腸嗜鉻細(xì)胞表達(dá)這些化合物的相關(guān)受體，而且證實化合物誘導(dǎo)的這些細(xì)胞激活促進(jìn)血清素釋放。

接下來，利用來自含有熒光標(biāo)記腸嗜鉻細(xì)胞的小鼠的腸道組織樣品，Julius團(tuán)隊研究了這些細(xì)胞與神經(jīng)元的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)讓表達(dá)血清素受體的神經(jīng)元激活似乎是通過與腸嗜鉻細(xì)胞之間形成突觸連接實現(xiàn)的，而且腸嗜鉻細(xì)胞表達(dá)突觸前蛋白，而附近的神經(jīng)元表達(dá)突觸后蛋白。這些結(jié)果都表明這兩種細(xì)胞系彼此之間直接交談。再者，利用去甲腎上腺素或異戊酸刺激腸上皮會觸發(fā)這些神經(jīng)元的活性。