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“第六感”藏在肠道内,可秒速对接大脑

资讯导读

1.很酷!Science、Cell同揭示:“第六感”藏在肠道内,可秒速对接大脑

2.Science:tRNA丰度对肿瘤增殖的潜在影响机制

3.婴儿吃的第一批细菌,决定成年后对慢性疾病的抵抗力




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很酷!Science、Cell同揭示:“第六感”藏在肠道内,可秒速对接大脑

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肠道内的感觉神经元告知迷走神经(vagus nerve,黄色)和大脑,我们的肠胃是如何运作的(来源:NICOLLE R. FULLER)

最近在《Science》和《Cell》的最新两项研究表明,肠道通过一个神经回路与大脑有着更直接的联系!可以在几秒钟内传输信号。如果将两篇论文合在一起,就很好的解释为什么用电流刺激迷走神经可以治疗人的严重抑郁症以及为什么从基本层面来说,吃会让我们感觉良好。


Science:第六感——迷走神经

2010年,杜克大学的神经科学家Diego Bohórquez通过电子显微镜开启了一项惊人的发现:肠内分泌细胞位于肠道内壁,能产生刺激消化和抑制饥饿感的激素,它们有足状突起,类似于用来相互交流的突触神经元。Bohórquez大胆猜想是否可以像神经元一样,通过电信号与大脑“交谈”。那么其中关键就是迷走神经(vagus nerve)。

 

在验证假设实验中,利用一种荧光狂犬病病毒注射到小鼠的结肠中,通过通过神经元突触传播,并等待肠内分泌细胞及其“伙伴们”被点亮。得到验证这些“伙伴”正是迷走神经细胞。这一项成果发表在《Science》杂志上。

 

令人惊讶的是,在肠内分泌细胞向迷走神经伸出,并相互形成突触连接同时,细胞会分泌参与嗅觉和味觉的神经递质的谷氨酸。而迷走神经细胞在100毫秒内就能捕捉该物质,这比眨眼的速度还快!Bohórquez指出,这比荷尔蒙通过血液从肠道传播到大脑要快得多。并继续深入内脏-脑信号是否为大脑提供了关于我们所吃食物的营养和热量值的重要信息。


Cell:左右迷走神经——饱腹与奖赏

由西奈山伊坎医学院神经科学家Ivan de Araujo领导的研究团队,在《Cell》发表了另一项研究提供了关于内脏感知细胞如何有益于我们的其他线索。

 

研究人员将携带分子工具的不同病毒组合在一起,使它们能够通过视觉激活连接到肠道的迷走神经细胞,而导致其它器官的迷走神经细胞保持沉默。利用这种被称为“光遗传学”技术,操纵预先指定的神经元的活动。

 

研究表明,光刺激会增加啮齿动物大脑中一种叫做多巴胺的情绪增强神经递质的含量,这对奖赏和动机是必不可少的。进一步发现,右侧迷走神经的奖赏神经元与中枢神经系统的奖赏神经元所受的约束是一样的。但是,左侧迷走神经与饱腹感有关,却与奖赏无关。揭示了左右迷走神经分支向中枢神经系统不对称地上升。

来源:生物探索


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tRNA丰度对肿瘤增殖的潜在影响机制

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最近,由西班牙巴塞罗那自治大学生化和分子生物学系Marc Torrent领导的研究团队,在《Science Signaling》上发表了最新的研究成果,描述了细胞在压力条件下,优化蛋白质生产的机制——调整tRNA丰度。

 

想要保持细胞活性复杂的平衡。基因组内不同基因的时刻表达调控必须精准。信使RNA(mRNA)将遗传信息从DNA传递到核糖体,再由氨基酸合成为蛋白质。在这个过程中,氨基酸的转移是由转移RNA(tRNA)支持,并负责解码mRNA信息,以便正确连接组合成蛋白质。

 

研究人员发现,在酿酒酵母应激状态下用于合成蛋白质的mRNA倾向于另一种不同的密码子集合,这与不同的tRNA相对丰度有关。随后不断的观察中,了解到细胞能够自主调节不同tRNA丰度,进而调节蛋白质表达水平,适应新环境。因此,到不同tRNA丰度变化是一种独立的选择性改变翻译速率的新机制,而蛋白质的增加或减少是为了帮助细胞应对不同的压力状况了。

 

此次研究成果意义重大,tRNA丰度改变与多种细胞功能障碍有关。例如,tRNA水平失调可引起细胞周期异常,导致增殖性疾病(如癌症)。此外,在其他研究也曾报道过,包括复合RNA聚合酶III转录因子tRNA iMet和Brf1的过度表达会在体外造成肿瘤形成,以及tRNA结合细胞色素复合物,阻止半胱氨酸蛋白酶类激活,而这些蛋白酶在细胞程序性死亡中的角色不可或缺,所以新调节机制的揭示很重要。

来源:生物通


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婴儿吃的第一批细菌,决定成年后对慢性疾病的抵抗力

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来自阿尔伯塔大学(University of Alberta)的微生物生态学家Jens Walter和他的同事认为,我们肠道微生物的组成差异可能取决于我们出生后何时获得第一批微生物,它们到达我们肠道的顺序对我们长大后体内微生物的组成有持久影响。

 

Walter指出,每个人都有一个不同的菌群,甚至是同卵双胞胎,就像指纹一样,而该发现将揭示这些菌群为什么特异,是什么导致它们独特的特性。也是解决如何更好地改变微生物群落的关键。

 

在研究中,研究人员每次收集一种菌群,将不同的菌群从成年小鼠引入年轻、基因相同的小鼠的胃肠道。结果表明,被引入后的成年小鼠菌群与首次引入的菌群相似。即使用四种不同细菌的鸡尾酒形式进行引入,研究人员也反复发现,第一个进入的细菌对肠道菌群如何发展产生最持久的和最强的影响。 

 

关于这个时间点的发现使科学家们更接近于理解微生物如何被破坏——例如,通过剖腹产或使用抗生素——从而更有可能使我们易患慢性疾病,以及可能如何解决这个问题。

 

Walter提到,要是知道是什么驱使特定人群中产生特定菌群。那就可以采用更加合理的方法来尽可能地改变菌群,并制定策略来应对不良的肠道健康疾病。

 

当微生物在生命早期在肠道内生长增殖时,它们具有长期的持续性的影响。在婴儿配方奶粉中添加了益生菌,在一定程度上可以做到引入有益细菌,潜在地建立促进健康的菌群。下一步,Walter希望更深入了解益生菌如何影响肠道菌群的其他成员。

来源:生物通

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