恶心和呕吐是应对入侵身体的病原体和毒素的重要防御反应。孤立束核(NTS)对启动这些反应很重要。然而，NTS的分子异质性和细胞多样性阻碍了对这些防御反应更好地理解。

2023年9月27日，广州医科大学尚从平、董骥、北京生命科学研究所曹鹏、北京师范大学王晓群共同通讯在National Science Review（IF=21）在线发表题为“Brain circuits for retching-like behavior ”的研究论文，该研究构建了NTS细胞的单核转录组图谱，并发现了可能参与防御反应的多个NTS神经元群体。

研究发现Calbindin1阳性(Calb1+) NTS神经元在分子上与Tac1+神经元不同。这些Calb1+神经元对脑碱引起的恶心和干呕至关重要；蜡样芽孢杆菌分泌的催吐毒素。引人注目的是，该研究发现cereulide可以直接调节支配Calb1+ NTS神经元的迷走感觉神经元，这是一种不同于葡萄球菌肠毒素A引起的恶心和干呕吐的新机制。

除了通过外部感觉系统(如视觉、听觉和嗅觉线索)躲避捕食者的逃跑和冻结行为之外，呕吐和恶心也是对通过肠内(如胃肠道)或肠外途径(包括血液、皮肤和呼吸系统)进入体内的危险化合物或病原体的防御机制。这些危险的化合物可以是某些毒素和化疗药物，它们可以通过血液循环刺激后发区(AP)。然后将这些有毒信号传递给恶心和呕吐中心。

呕吐和恶心的另一个最常见诱因是由细菌引起的(如蜡样芽孢杆菌)食物中毒引起的胃肠道不适。食物中毒引起的呕吐促使胃肠道病原体有效而迅速地排出，而恶心是一种不舒服的感觉，以避免进一步进食和未来的疾病。然而，食物中毒引起的呕吐和恶心背后的神经回路尚不清楚。此外，虽然呕吐之后或之前总是伴随着恶心，但人们对这些途径之间的关系知之甚少。

NTS在类似干呕的行为中起重要作用（图源自National Science Review ）

更重要的是，由于啮齿类动物缺乏呕吐(催吐)反射，之前的大多数呕吐研究都集中在猫、狗、雪貂和麝鼠身上。然而，为了进一步挖掘呕吐和恶心的神经机制，迫切需要具有明确遗传背景、易于遗传操作和丰富转基因菌株的哺乳动物模型。老鼠是最热门的候选者之一。尽管老鼠没有呕吐反射，但干呕行为是另一种呕吐反射，而且老鼠实际上可以表现出一些与呕吐有关的行为生理反应。当大部分胃内容物被呕吐出来后，通常会伴有干呕。事实上，干呕是试图在不呕吐任何东西的情况下呕吐。葡萄球菌肠毒素A (Staphylococcal enterotoxin A, SEA)通过免疫-神经内分泌轴间接作用于毒素诱导的防御反应。由于NTS分子和细胞的复杂性，仍有一些科学问题需要深入探索。

该研究通过研究蜡样芽孢杆菌对小鼠的催吐作用，构建小鼠的单核NTS图谱，并进行无偏筛选，找到了与恶心样行为相关的关键神经群和分子。NTS神经元转录组图谱和功能分析揭示了cereulide诱导的干呕吐样行为的神经机制。这些结果表明，大脑中的分子和细胞复杂性是对病原体和毒素多样性防御反应的基础。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/nsr/nwad256

转自：“iNature”微信公众号

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