动物如何判断一份食物是营养丰富的“佳肴”,还是潜藏危险的“毒药”?2025年9月,英国365公司官网/生命中心祁斌、单昭课题组在 eLife 发表了题为 “Neuronal Detection Triggers Systemic Digestive Shutdown in Response to Adverse Food Sources” 的研究论文。研究发现,在以细菌为食的模式动物秀丽隐杆线虫 (Caenorhabditis elegans) 中,存在一种惊人的生存策略:当面临有害食物—腐生葡萄球菌 (Staphylococcus saprophyticus, SS) 时,线虫不仅会本能地回避,还会主动“关闭”消化系统,以避免因误食而受到伤害。这种“消化关闭”机制使幼虫能够在恶劣环境中暂停发育、延长生存时间,就像在危险来临时选择“节食冬眠”,而不是冒险进食。


研究发现,秀丽隐杆线虫的神经元——AWC神经元,好比机体的“侦察兵”,专门负责感知食物质量。当线虫接触到有害食物—腐生葡萄球菌时,AWC神经元中的关键蛋白 NSY-1 会迅速启动,将神经元切换至“警报状态(OFF)”,并通过下游受体 STR-130 向肠道发出信号,触发消化系统关闭。这样,线虫就能避免把潜在有害的食物消化为营养。相反,如果 nsy-1基因突变,线虫会失去这种“危险感知”能力,AWC神经元会维持在“常态(ON)”,诱导分泌胰岛素样分子 INS-23,进一步激活肠道消化因子 BCF-1,迫使消化系统“开机”。结果,nsy-1突变线虫会误食(消化)有害食物,机体受损、寿命缩短。
总而言之,这项研究系统性地揭示了神经元如何作为“前哨”,在检测到有害食物后,通过一条完整的分子通路向消化系统下达“停工”指令,从而保护机体免受伤害。这一机制展示了生命体面对风险时的精妙智慧:以退为进——通过暂时放弃消化来换取更长远的生存。
这一发现不仅深化了人们对秀丽隐杆线虫食物感知机制的理解,更重要的是,其揭示的“神经-消化系统串扰”机制很可能在更高等的动物中也广泛存在。这为研究人类的食物过敏、食物中毒及相关消化系统疾病提供了重要的理论参考,也为理解机体如何通过神经—消化跨系统调控来应对不良食物环境开辟了新的方向。
英国365公司官网(西南联合研究所院)博士研究生刘亚婷、硕士生田国精(已毕业/目前博士就读于暨南大学)为论文共同第一作者;已毕业硕士研究生王子仪、郑军康、刘慧敏,助理研究员朱苏承也参与了该项研究;祁斌、单昭为论文共同通讯作者。
致谢:感谢Caenorhabditis Genetics Center (CGC)提供的线虫品系;感谢朱焕乎博士与童夏静博士(上海科技大学)、唐鸿云博士(西湖大学)、邵志勇博士(复旦大学)惠赠线虫品系。本研究得到西南联合研究生院云南省科技专项、云南省兴滇人才支持计划、国家自然科学基金、英国365公司官网双一流经费等资助。
原文链接:https://doi.org/10.7554/eLife.104028.2