与内脏“交谈”的神经元帮助女性身体为生殖做准备

肠脑轴描述了构成中枢神经系统(包括大脑)和外围神经系统(包括肠道)的神经元之间的双向通信。越来越多的证据表明，大脑可以影响肠道健康和功能，反之亦然。研究人员正在发现，肠道和大脑之间的这种通信联系是如何对保持能量平衡和调节食欲至关重要的。

对于肥胖危机等问题，探索肠道-大脑轴是如何维持能量平衡的，可以帮助我们理解当食欲没有得到很好的调节时，可能会发生什么问题。怀孕和生育也是如此。在许多动物物种中，包括苍蝇和人类，生殖会导致雌性动物可能摄入的食物量的增加。创造健康的后代会增加雌性身体的代谢需求，因此会增加食物摄入量帮助许多物种应对这些需求。

医学研究委员会的一个研究小组发现，果蝇在繁殖过程中增加了它们的食物摄入量，这是与肠道“交谈”的神经元活动变化的结果。这些发现有助于解释母亲增加食物摄入量是如何维持其后代的，但当食物摄入量被打乱时，可能会导致不孕或体重增加。

母亲的饥饿

果蝇已被用于研究神经系统的形式和数十年的功能，但看着肠道的神经系统受到不太关注。来自LMS的这一研究组一直在描述大脑和肠道之间的这些连接几年，建立了肠脑轴如何有助于控制关键决策和生理学的图片。

在他们最新的研究中，发表在今天的杂志上自然，肠道信号和代谢组揭示了一种称为神经元重塑的过程 - 改变一些神经元功能 - 是使雌性果蝇能够满足产生健康后代的新代谢需求增加。他们揭示了肠脑轴与食物摄入量的调节涉及，并提供这种机制，使这涉及“谈论”肠道的神经元。

团队,连同他们的合作者在美国国家卫生研究院,ESPCI在巴黎,MRC LMS和伦敦大学玛丽女王学院的,发现一个可扩展的胃肠道消化器官的果蝇,称为“作物”,是通过一个复杂的监管涉及所谓的肠神经元的消息交换。这些神经元被认为是调节肠道和大脑之间的通信。

有趣的是，这种作物只存在于成年果蝇体内，而不存在于幼年果蝇体内。人们对这个结构知之甚少，但多年来实验室的观察表明，这个类似胃的结构不仅仅是一个存储器官。

在这项最新的研究中，研究人员发现，肠道神经元可以触发果蝇嗉囊的变化，但这仅限于雌性果蝇，而且只有在它们“交配”后才会发生。研究小组通过调节雄性和雌性果蝇，以及未交配和交配过的果蝇的这些神经元的活动来测试这一观察结果，他们发现只有交配过的雌性果蝇受到影响。

这些肠内神经元在检测到交配过的雌性海马的两个部位发出的信号后，会刺激海马。第一个是甾类激素它可能来自卵巢，类似于人类的雌激素。第二种是由肠道本身产生的所谓肠内分泌激素。已知的两种激素都不与肠道“交谈”，而且这种肠道内分泌激素也不受交配的调节。

肠内神经元含有两种激素的受体。已交配的雌性体内的神经元似乎能“感知”交配后激素含量的变化。当激素与神经元上的受体结合时，它会激发并导致其释放一种神经肽的方式发生变化——神经肽是神经元释放的一种叫做肌抑制素的小蛋白质。

肌抑制素作用于类胃作物的肌肉，使这些肌肉放松，从而使其扩张，增加食物摄入量。在与MRC LMS的行为基因组学团队的合作中，该团队开发了一个流体动力学模型来评估作物的扩张如何导致食物摄入量的增加，然后进行实验测试。由于作物内的负压，苍蝇通过吸力吸出食物。研究人员发现，在已交配的雌性果蝇中，由于扩大了的果蝇的“吸力”增强，这些果蝇能够通过更大的啜食来摄取更多的食物。与包括人类在内的许多其他动物一样，已知雌性果蝇在繁殖过程中会增加食物摄入量，但其中涉及的神经元机制尚不清楚，需要进一步的工作来充分了解这种作物的流体动力学。

繁殖冰山的一角?

这项最新的研究建立在该小组之前的研究基础上，并提供了进一步了解身体如何适应怀孕准备。在2015年发表的一项研究中，该团队描述了一种名为“保幼激素”的激素是如何在怀孕期间释放的，并触发肠道变大，以应对额外的代谢需求。这意味着，在不增加食物摄入量的情况下，苍蝇可以从食物中提取更多的营养，以支持健康后代的生长。

艾琳·米格尔 - 阿里亚格，肠道信号和新陈代谢集团和研究高级作者，讨论了今天在实验室的早期调查结果上的发现如何：

“五年前，我们发现了现在看来只是冰山一角的东西:在生殖过程中，母体的肠道会变大，这是维持后代发育所必需的。我们现在了解到神经细胞这种控制这种肠道也“知道”女性飞正在复制，并使飞行多吃。所以，知道女性飞行正在复制，肠道变化自身和飞行的行为来帮助后代发展。“

“我现在想知道还有其他类型的细胞是复制敏感的，以及他们如何沟通以维持生殖和/或改变母体行为。我也想知道男性电池是否也知道男性已经交配，以及影响的程度影响生理和行为在繁殖期间和繁殖后的生理学和行为。最后，这些机制是与胎盘（致力于繁殖的器官）的动物（致力于繁殖的器官）？我们的肠也会成长吗？我们的肠道上的神经细胞也会发生变化吗？都是改变的这是可逆的？一个答案总能导致更多的新问题。“

它仍然未知是否以及如何以及如何进行肠道生长和神经元重塑坐标的这两个过程，以及每个激素作用的顺序是重要的。明显的是，如果防止任一过程，则生殖输出减少果蝇。

“从苍蝇的角度来看，我们想了解肠道大小和神经元重塑之间的基本联系。在雌性繁殖过程中，这两个事件是独立发生的，还是其中一个可能使另一个成为可能?更广泛地说，对于未来可能的治疗方法，我们希望探索控制哺乳动物胃肠道的神经元是否也对性或生殖线索敏感。

这项研究的第一作者Dafni Hadjieconomou分享了更多的发现:

“虽然这是一条线路的几个步骤，并且需要重大而重要的基本科学研究首先，这种知识可能导致瞄准这些的治疗方法神经元这是给内脏的信号。这可以帮助在各种不同的情况下，过度食物摄入量可能是一个问题，例如我们在今天的社会中看到的肥胖危机，或帮助解释为什么许多女性在怀孕期间增加重量，并且挣扎失去它。但是，如果我们能够理解在正常情况下的分子水平和失调时，才能这样的进展。“

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