美國時間3月25日，美國加州大學舊金山分校(UC San Francisco, UCSF)研究團隊發現，在寄生蟲感染期間，腸道上皮內膽鹼能簇狀細胞(cholinergic tuft cells)與腸嗜鉻細胞(ECs)之間的細胞交互作用，透過血清素訊號活化迷走神經傳入神經元，進而抑制食物攝取。研究結果已發表在《Nature》。

寄生蟲感染會同時調節免疫與感覺反應，但這兩套系統如何協同合作以引發保護性行為，仍未被完全理解。過去研究對於寄生蟲感染期間所出現的腸胃症狀，多歸因於組織損傷或腸道菌相改變。

腸道上皮層含有多種特化的感覺細胞，包括能分泌血清素的EC細胞與簇狀細胞，可以偵測病原與刺激物並作為第一道防線。簇狀細胞負責偵測寄生蟲並啟動免疫防禦，而EC細胞則會釋放訊號，活化通往大腦的神經纖維。過去研究指出，EC細胞會引發噁心、疼痛與腸道不適等感覺，但是否會與簇狀細胞溝通仍未知曉。

研究團隊透過顯微鏡，將基因工程感測細胞直接放置在簇狀細胞旁，發現簇狀細胞暴露於寄生蟲產生的琥珀酸(succinate)時，感測細胞會發光，顯示簇狀細胞釋放了乙醯膽鹼(acetylcholine, Ach)。

當乙醯膽鹼被加入含有EC細胞的培養腸道組織時，EC細胞會釋放血清素(serotonin)，進而活化迷走神經纖維，將訊號由腸道傳送至大腦。

除此之外，研究團隊發現，簇狀細胞會以兩個階段釋放乙醯膽鹼。第一階段是對寄生蟲代謝物的急性反應，此時乙醯膽鹼會被短暫釋放；隨後當免疫系統全面啟動後，簇狀細胞數量增加，「滲漏式」緩慢釋放乙醯膽鹼，進而達到足以活化EC細胞的程度，產生足夠的血清素來刺激迷走神經傳入神經元，導致抑制食慾。

研究團隊亦使用小鼠模型進行驗證，將小鼠感染寄生蟲後追蹤其食量變化，發現具有正常簇狀細胞功能的小鼠在感染後食量下降；而經基因改造、缺乏簇狀細胞乙醯膽鹼生成能力的小鼠則維持正常食量，證實這條分子鏈確實驅動了行為反應。

這項研究所發現的雙階段的旁分泌訊號機制，解釋了寄生蟲感染期間，連結腸道免疫系統與大腦的分子途徑，說明免疫系統如何觸發食慾下降，而這條簇狀細胞的訊號路徑若出現異常，可能會導致腸躁症、食物不耐症(food intolerances)及慢性內臟疼痛等疾病。未來有望透過調控簇狀細胞，來控制寄生蟲感染相關生理反應。

資料來源：https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/parasites-prompt-gut-brain-communication-to-trigger-appetite-loss/

(編譯/實習記者 康育華)