肠神经系统（ENS）是一个嵌入肠壁的庞大神经网络。虽然它在调节消化和食物在肠道中移动方面的作用广为人知，但研究人员发现其影响远不止于此。
麻省总医院分子生物学系的Ramnik Xavier医学博士、哲学博士是《科学》杂志上发表的论文"肠神经系统对微生物群和2型炎症反应的区域编码"的主要作者。该研究进一步证实，肠神经系统与免疫系统密切协作，帮助人体应对细菌、寄生虫和过敏原。
研究表明，肠神经系统不仅是肠道消化和运动的控制中心，还在维持身体平衡和自我保护方面发挥着关键作用。
胃肠道持续受到微生物群、病原体和免疫系统变化的挑战。然而，科学家们对构成肠神经系统的肠道神经网络如何应对这些变化知之甚少，部分原因是难以对这些神经元进行详细研究。
为解决这一问题，研究人员研究了具有不同且经过精心选择的肠道微生物组的小鼠模型，以及暴露于过敏原或寄生虫感染的小鼠模型。在每种情况下，研究团队都分析了肠道不同区域的肠神经系统，以确定其对这些条件的反应。
研究人员采用了一种特殊的小鼠模型，该模型带有荧光标记系统，能使肠神经元的细胞核发光。这使他们能够从肠道组织中识别并分离神经元，并逐一研究这些细胞的细胞核，以了解其基因活性。
这种方法使研究人员能够观察每个细胞中哪些基因处于活跃状态——事实上，他们平均每神经元检测到超过6,000个基因，包括用标准方法难以检测到的低表达基因。
此外，为了研究这些神经元如何适应不同条件，研究团队使用病毒工具删除了特定的目标基因。这一过程有助于更清晰地了解哪些基因控制着神经元的行为和反应。
研究发现
通过研究肠道单个神经元的基因活性，研究团队发现了两个主要模式，揭示了肠神经系统的多样性和适应性。一组感觉神经元在不同部位和条件下表现出细胞数量的显著变化。
这些感觉神经元具有特化的通信方式，包括对过敏反应或寄生虫感染期间产生的多种免疫分子的响应信号。另一组控制肠道运动的运动神经元，在不同条件下表现出基因表达的渐进变化，同时保持数量稳定。
引人注目的是，这些模式在各种不同条件下都能观察到——从过敏反应到寄生虫感染再到无菌状态——这表明肠道神经系统会协调其活动以保持肠道平衡，无论面临何种挑战。
综上所述，这些发现创建了迄今为止最详细的图谱，展示了肠道神经系统如何应对不同的环境挑战。研究表明，肠神经元活动的变化与肠道功能密切相关，将细胞行为与更广泛的肠道生理学联系起来。
研究人员表示，通过揭示这些联系，他们为未来研究肠神经系统如何支持肠道健康，以及当这种平衡在疾病中被破坏时会发生什么奠定了基础。
通过绘制肠神经元在炎症期间的变化，研究团队现在旨在探索肠道神经系统是否以及如何直接影响炎症反应。为了推进治疗进展，他们还将研究患者样本和实验室培养的肠道模型，以确定这些发现如何适用于人类。
最后但同样重要的是，因为肠神经元还与其他连接到大脑的神经进行通信——影响食欲、食物摄入等——了解肠神经系统中与炎症相关的变化如何影响这些更广泛的神经网络，可以揭示更多关于肠道在整体健康和疾病中的作用。
更多信息： Peng Tan等人，《肠神经系统对微生物群和2型炎症反应的区域编码》，《科学》(2025)。DOI: 10.1126/science.adr3545
期刊信息：《科学》
由Mass General Brigham提供
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