食物中毒引起的呕吐是身体在保护你，那么具体它都做了些什么呢？

相信不少人已经经历了今冬第一波新冠疫情的冲击，正走在由“阳”转“阴”的路上。高烧虽然退了，咳嗽声却还此起彼伏，而这正是人体的一种自我保护机制，通过咳嗽和咳痰，将咽喉部、气管及支气管中的分泌物排出体外，清理与病毒的“第一战场” 。
同样，恶心呕吐也是身体的一种自我保护机制。当我们吃下可能被寄生虫或病原体污染的食物时，呕吐就是身体排出毒素的重要方式之一，那么，人体是如何“知道”并“指挥”胃肠道进行呕吐的呢？而在癌症化疗的副作用中，恶心呕吐也是最令患者感到反感的现象之一，我们又是否能够找到阻断这一现象的靶点，让患者拥有更好的治疗体验？
近日，中国北京生命科学研究所的团队在老鼠身上对类似的呕吐过程进行了从肠道到大脑的全程追踪，尽管老鼠因为食道过长、肌肉力量过弱而并没有真正的呕吐行为，但在分子和细胞水平上，研究人员依然建立起了肠-脑对毒素的完整防御反应。相关成果以“Thegut-to-brainaxisfortoxin-induceddefensiveresponses”为题发表于Cell 。

文章图片
图1研究成果（图源：[1]）
过去的研究已经确定了迷走神经和迷走神经传入神经支配的孤束核参与了毒素引起的恶心和呕吐，药理层面上， 5-羟色胺3受体和神经激肽1受体参与呕吐反射，但仍留有三个重要的问题尚未解答：其一，是孤束核中关键神经元亚型仍未确定，协调该毒素诱导的防御反应的传出回路仍然未知；其二，是该肠-脑轴中迷走神经感觉神经元的分子特性和生理特性基本未知；其三，是肠道中该毒素诱导的防御反应的细胞过程知之甚少。为此，研究人员开发了基于小鼠的呕吐范式，对上述三个问题进行解答。
【食物中毒引起的呕吐是身体在保护你，那么具体它都做了些什么呢？】干呕与“恶心”
研究人员通过对小鼠进行葡萄球菌肠毒素A（StaphylococcalenterotoxinA ， SEA）的腹膜内注射来引起食物中毒。虽然小鼠没有真正呕吐，但对照盐水处理的小鼠， SEA处理的小鼠会出现不寻常的张嘴动作。这种类似干呕的行为与膈膜和腹部肌肉的同时激活有关，神经机制和呕吐类似。研究人员通过测量小鼠嘴张开的角度和时长来判定干呕是否发生。此外， SEA还会诱发反映“恶心”的条件性味道回避（Conditionedflavoravoidance ， CFA），定义为饮用条件味道的时间除以总饮用时间。

文章图片
图2小鼠出现干呕行为（图源：[1]）
Tac1+DVC神经元
过去的研究表明迷走神经在毒素诱导的呕吐中至关重要，而迷走神经传入神经的目标脑区是髓质中的背侧迷走神经复合体（Dorsalvagalcomplex ， DVC）。研究人员对表达Fos基因的神经元进行标记。 Fos基因则会在神经元被激活的很短时间内开始表达，可以作为神经元激活的一种标志物。结果表明， SEA处理的小鼠的DVC中大量神经元被标记，这些神经元的化学遗传失活将损害干呕样行为和CFA ，表明了肠-脑轴在其中的参与。
进一步量化DVC中几种神经肽编码基因的表达发现，前原速激肽1（preprotachykinin1 ， Tac1）在SEA处理3小时后表达Fos ，极有可能参与干呕样行为和CFA 。后续对Tac1+DVC神经元的失活处理损害了干呕样行为，但未损害CFA 。
通过Tac1+DVC神经元光诱发突触后电流可被谷氨酸受体拮抗剂阻断，而GABAA受体拮抗剂对其没有影响，可以发现Tac1+DVC神经元释放的神经递质是谷氨酸而不是GABA 。敲除Tac1基因或表达囊泡谷氨酸转运蛋白的Slc17a6基因都会损害干呕样行为和CFA ，表明Tac1+DVC神经元释放的谷氨酸和Tac1编码的神经肽确实参与其中。