小鼠腸道感覺細胞系通過血清素直接與腸道神經(jīng)元進行對話，讓大腦知道某些化合物是否存在。這些腸道細胞將腸道的內(nèi)含物告訴大腦。但是對這種腸道-大腦對話的分子機制的認識因技術(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鍵的腸道感覺細胞（即腸嗜鉻細胞）。

腸嗜鉻細胞是一種腸上皮內(nèi)分泌細胞。它們是非常罕見的，僅占腸上皮的1%不到，但是負責產(chǎn)生身體90%的血清素產(chǎn)生。有人已提出這些細胞發(fā)揮著化學傳感器的作用，檢測腸腔中的分子，并且作出反應，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、加州大學舊金山分校神經(jīng)科學家David Juliu說，“問題在于血清素僅是擴散出去與遠處的神經(jīng)元相互作用？或者神經(jīng)元和腸嗜鉻細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的腸上皮細胞（被稱作腸內(nèi)分泌細胞）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團隊研究了腸嗜鉻細胞的電生理學性質(zhì)、蛋白表達和血清素分泌等等。他們發(fā)現(xiàn)這些細胞表達電壓門控離子通路，而且是電興奮性的（它是感覺細胞的一種特征）。

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)腸嗜鉻細胞興奮。它們是異戊酸（腸道細菌產(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團隊繼續(xù)證實腸嗜鉻細胞表達這些化合物的相關受體，而且證實化合物誘導的這些細胞激活促進血清素釋放。

接下來，利用來自含有熒光標記腸嗜鉻細胞的小鼠的腸道組織樣品，Julius團隊研究了這些細胞與神經(jīng)元的關系。他們發(fā)現(xiàn)讓表達血清素受體的神經(jīng)元激活似乎是通過與腸嗜鉻細胞之間形成突觸連接實現(xiàn)的，而且腸嗜鉻細胞表達突觸前蛋白，而附近的神經(jīng)元表達突觸后蛋白。這些結(jié)果都表明這兩種細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。