科学研究

eLife|祁斌/单昭课题组发现“舌尖上的警报”:神经元如何指挥消化系统避开坏食物

发布日期:2025-09-02

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  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20259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


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