神经细胞和肠道细胞之间是怎么“聊天”的？

神经系统是人体重要的信息收集和指挥中心，控制着体内不同组织之间的信息交流和协调，达到系统调节人体整体稳定平衡的目的。俗话说，当神经细胞受到伤害或感受到环境压力时，它们会向其他组织发出信号，在相应的组织中诱导应激反应通路，从而修复身体的损伤或适应环境变化。

例如，有一种疾病叫做神经退行性疾病，它是由神经元结构或功能的逐渐丧失引起的。它的症状是认知和运动能力的严重退化。阿尔茨海默病、帕金森综合征和亨廷顿舞蹈病是常见的神经退行性疾病。

许多神经退行性疾病通常伴有脑和身体其他组织和器官的代谢紊乱，包括不受控制的逐渐体重减轻、异常葡萄糖耐量等。，这可能进一步加重神经退行性症状。

一些研究表明，恢复代谢稳态的靶向治疗可以改善神经退行性疾病患者的认知和运动能力，还可以延长其寿命。然而，受伤的神经细胞如何与体内其他组织沟通并协调它们各自的反应机制还不是很清楚。

那么，为什么大脑异常会导致身体其他组织和器官的代谢紊乱呢？神经细胞如何与远端细胞沟通？

一般来说，细胞之间有四种类型的通讯，即:

依赖于接触的细胞间通信，即信号通过相互接触在相邻细胞之间传输；

分泌失调，即细胞通过细胞间隙向邻近细胞传递信号。

突触传递是指神经元通过突触释放神经递质，将信号传递给目标细胞；

内分泌，即内分泌细胞分泌激素，激素通过血液循环输送到靶细胞，完成信号传递过程。

事实上，体内组织之间的交流是相互的。除了神经细胞可以向肠细胞传递信号，肠细胞也可以通过某种方式向神经系统传递信号。例如，肠易激综合征患者经常伴有慢性焦虑和抑郁。

各种微生物生活在人体的肠道内。科学家发现，肠道微生物分解色氨酸时产生的代谢物可以通过影响小胶质细胞和星形胶质细胞来抑制大脑炎症。

那么，神经细胞和肠细胞如何有效地相互作用呢？最近，中国科学院遗传与发育生物学研究所的田野研究小组和加州大学柏克莱分校的安德鲁·迪林教授合作的结果揭示了答案。也就是说，线粒体应激下的神经细胞可将反向转运复合物逆转录酶介导的Wnt信号传递至远端肠细胞，并诱导肠道中线粒体的应激反应以改变机体的代谢水平。

线粒体是细胞中重要的细胞器之一。它不仅为细胞提供能量，还参与细胞代谢和衰老过程的调节，对神经退行性疾病也有重要影响。线粒体中稳定的蛋白质平衡直接影响线粒体的功能。当线粒体受损时，细胞开始一种被称为“线粒体未折叠蛋白反应”(UPRmt)的应激反应，以保护线粒体和细胞。

更有趣的是，当神经细胞中的线粒体受到压力时，它们会通过某种信号传递机制将信息传递给身体中的其他组织，而当肠细胞感受到这种信号时，它们会及时启动自己的线粒体保护机制，以响应和调节身体的整体代谢水平来适应压力。然而，仍然不清楚这是什么信号，它是如何发送和接收的。

科学家发现一种叫做“血清素”的神经递质在组织间的信号传递中起着重要作用。此外，儿茶酚胺物质如多巴胺和章鱼胺也被报道在从神经系统到远端肠细胞的信号传递中起作用。

然而，科学家发现，将这些被称为“胺”的神经递质直接添加到身体中并不能直接诱发相应的应激反应。那么，在组织间的信号传递过程中，还有其他信号分子参与吗？

遗传发展研究所的田野研究小组最终通过基因筛选发现，一种叫做“Wnt”的信号在其中发挥了重要作用。Wnt信号在神经细胞和肠细胞之间的信息传递过程中诱导肠细胞线粒体的应激反应。在这种情况下，研究人员发现了Wnt信号通路在调节神经和肠道之间的线粒体稳态方面的全新功能。

该研究还为治疗神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森综合征、亨廷顿舞蹈病和伴随的代谢紊乱提供了新的思路。

线粒体应激下的神经系统通过Wnt信号诱导肠道应激反应。神经递质血清素也参与神经和肠细胞之间Wnt诱导的线粒体应激反应。Wnt配体在神经细胞和肠道中的直接表达不仅能激活线粒体应激反应，还能延长线虫寿命。此外，Wnt信号的释放是通过反向转运蛋白逆转录酶介导的Wnt受体MIG-14的恢复来实现的。