研究摘要
杜克大学的科学家在《自然》（Nature）期刊上发表的一项研究揭示，人体肠道中可能存在一种与视觉、嗅觉、味觉、触觉和听觉同等重要的新“感官”——“神经生物感”（neurobiotic sense）。这种感官系统由肠道中的特殊细胞组成，能够检测细菌信号，并迅速向大脑发送控制进食的信息。
研究团队由Diego Bohórquez和Maya Kaelberer领导，他们发现肠道中的神经足细胞（neuropod cells）能够识别细菌蛋白flagellin，并释放激素PYY。这种激素通过激活迷走神经，将信号传递到大脑，从而控制进食行为。当这一系统失效时，小鼠会比正常小鼠吃更多食物并增重更多。
研究人员指出：“为了与共生微生物共存，宿主必须具备感知并调整行为的能力。”
细菌如何向大脑发送“停止进食”信号
flagellin是一种构成细菌鞭毛的蛋白质，几乎所有细菌都拥有这种古老的分子结构。经过数百万年的进化，肠道已经学会识别这一通用信号。
研究团队发现，肠道中的神经足细胞含有TLR5蛋白，这是一种能特异性识别flagellin的分子传感器。在小鼠组织样本中，约57%的PYY细胞含有TLR5，这是整个肠道中浓度最高的区域。
当flagellin与这些肠道细胞上的TLR5结合时，就会触发PYY激素的释放，进而激活迷走神经纤维。迷走神经如同一条生物高速公路，可在数秒内将信号从肠道直接传递至脑干。flagellin并非直接作用于神经，而是通过刺激这些特殊肠道细胞，从而减少进食行为。
小鼠实验验证肠道“第六感”对饮食的直接影响
为验证该系统是否真正控制进食行为，研究人员培育了仅在PYY细胞中缺失TLR5的小鼠。这些小鼠比正常小鼠进食量更大，体重增加更明显，且雄性和雌性小鼠都表现出显著的饮食增加。
通过自动化进食监测系统，科学家能够以0.01克的精度追踪个体的进食模式。结果显示，缺乏细菌感知系统的小鼠不仅单次进食量更大，进食时间也更长，说明该系统通常提供自然的“停止进食”信号。
重要的是，该细菌感知系统与免疫反应完全独立。即使阻断免疫信号通路，进食行为也未受影响。此外，这些小鼠并未表现出与肠道菌群失衡相关的炎症或其他免疫问题。
更令人惊讶的是，即便在无菌小鼠中，该系统依然有效。研究人员发现，即使在无菌环境下饲养的小鼠，直接给予flagellin仍能显著减少进食量。这证明肠道细胞可以独立于活细菌对细菌分子做出反应。
研究人员还发现，进食后肠道中的flagellin水平自然升高，说明该系统能在消化过程中提供关于细菌活动的实时反馈，从而限制进一步进食。
肠道微生物或成控制食欲与体重的关键
目前的减重药物通常作用于大脑化学或延缓消化，而这项研究提出了一种全新的策略：调控肠道中的细菌感知系统。未来的治疗方法可能聚焦于增强肠道微生物与大脑食欲控制中心之间的自然沟通。
人类肠道菌群失衡已被证实与肥胖、糖尿病和其他代谢紊乱相关。理解细菌信号如何调节食欲，有助于开发新的体重管理和饮食障碍治疗方案。
个体之间肠道菌群组成差异巨大，这项研究也表明，不同人可能具有敏感性不同的细菌感知系统。这种差异可能解释为何有些人能自然控制体重，而另一些人则容易暴饮暴食。
肠道新发现的“第六感”是宿主与其微生物伙伴经过数百万年进化精细调节的结果。这种平衡有助于维持身体的健康与正常运作。
免责声明： 本研究是在小鼠中进行的。尽管研究揭示了影响进食行为的新型肠道-大脑感知通路，但仍需进一步研究确认该机制是否适用于人类。
论文摘要
方法
研究人员采用了多种实验方法，包括基因改造小鼠、自动化进食监测系统、神经记录、单细胞钙成像以及无菌小鼠实验。主要实验聚焦于仅在PYY细胞中缺失TLR5受体的小鼠，同时保留其他系统完整。他们测量了进食模式、体重变化、激素水平及细胞对细菌蛋白的反应。
结果
缺乏肠道细菌感知能力的小鼠进食量更大、体重增加更多，并表现出进食模式紊乱。研究人员识别出一条由细菌flagellin激活结肠PYY细胞的直接通路，这些细胞通过迷走神经向大脑发送信号以减少进食。这一反应在数秒内发生，且不依赖免疫系统激活。flagellin水平在进食后自然升高，表明该系统在消化过程中提供实时反馈。
局限性
本研究仅使用了来自沙门氏菌的一种flagellin，而不同细菌种类的flagellin存在变体。研究主要在实验室小鼠中进行，需在人类中验证。该系统长期失调的健康影响尚不清楚。此外，研究主要关注急性进食反应，而非长期体重调节机制。
资金与披露
本研究获得美国国立卫生研究院（NIH）等多项资助。两位作者Diego Bohórquez和Maya Kaelberer是非营利组织Gastronauts基金会的创始人和董事会成员。部分研究发现已由其中一位主要研究人员提交临时专利申请。
发表信息
《A gut sense for a microbial pattern regulates feeding》于2025年7月23日发表于《自然》（Nature）期刊。研究由杜克大学Diego V. Bohórquez和M. Maya Kaelberer领导，合作机构包括麻省理工学院、宾夕法尼亚大学和亚利桑那大学。
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