创新背景

随着经济发展和生活水平的提高，在全世界范围内，肥胖已经成为了一个主要公共健康问题。据世界卫生组织（WHO）统计，全球有近20亿人超重或肥胖，从1975到2016年，全球肥胖率翻了近3倍，每年因超重或肥胖导致的死亡高达280万。

为了减少糖对健康的影响，越来越多的人开始食用人造甜味剂代替真正的糖类，这些人造甜味剂具有糖类的甜味，却通常不能被人体转化，因此不产生热量，人们认为其可作为一种健康的饮食方式，因此近年来广受追捧。

然而，虽然真正的糖和人造甜味剂产生类似的甜味，但人们仍然更喜欢真正的糖，这也导致人造甜味剂难以撼动人们对糖的渴望。

早在20年前，科学家们就在小鼠中发现了它们感受甜味的受体，然而，惊人惊讶的是，即使敲除这些甜味受体的基因，小鼠仍然能够分辨真正的糖和人造甜味剂。一项最新研究，找到了这个谜题的答案——在胃部之后的肠道上端，藏着分辨真正的糖和人造甜味剂区别的秘密。

创新过程

美国杜克大学的研究人员在 Nature Neuroscience 期刊发表了题为：The preference for sugar over sweetener depends on a gut sensor cell 的研究论文。

该研究表明，味蕾通常难以区分真正的糖和人工甜味剂之间的区别，但肠道细胞却能够轻易识别，并在几毫秒内将这种区别传递到大脑。

糖和人造甜味剂都会产生甜味，但无论是人还是动物，都更喜欢真正的糖。即使是缺乏味觉感受器的小鼠也能区分糖和人造甜味剂。

此前，研究团队就发现了肠道细胞中的一种细胞类型——Neuropod Cell，这种细胞分布在十二指肠的整个内壁，它们除了产生相对缓慢的激素信号外，还能产生快速作用的神经递质信号，通过快速突触连接与神经元交流，在几毫秒内将感应到的糖信号传递到迷走神经，然后到达大脑。

研究团队使用来自小鼠和人类细胞的实验室培养的类器官来代表小肠和十二指肠，实验结果显示，真正的糖会刺激 Neuropod 细胞释放谷氨酸作为神经递质，而人造甜味剂则会刺激其释放 ATP 作为神经递质。

然后，研究团队使用光遗传学（Optogenetics）对活体小鼠进行进一步研究，通过光遗传学在活体小鼠的肠道中打开或关闭 Neuropod 细胞，来确认它们对真正的糖的偏爱是否由肠道细胞驱动。随着光遗传触发 Neuropod 细胞关闭，小鼠不再对真正的糖表现出偏爱。

这些实验结果告诉我们，Neuropod 细胞是神经系统的感觉细胞，就像舌头上味蕾帮助我们感受味道、眼睛中的视网膜视锥细胞帮我们看到颜色一样。Neuropod细胞能够感知真正的糖和人造甜味剂的区别，然后释放不同的神经递质进入迷走神经的不同细胞，进而让大脑感知哪个是糖哪个是人造甜味剂。

人类对糖有着天然的渴望，许多人为了健康努力与糖作斗争。这项研究让我们知道了肠道对于对糖的感知和渴望的重要作用，也让我们知道了为什么人造甜味剂难以抑制对糖的渴望。

研究团队还表示，肠道可以通过这种 Neuropod 细胞直接与大脑对话，从而改变饮食行为。可以通过改变肠道中的 Neuropod 细胞来改变小鼠的行为，让其不再渴望糖。从长远来看，这些发现可能会导致治疗疾病的全新方法。

此外，2020年4月，Nature 曾发表来自美国哥伦比亚大学的一项研究成果，该研究发现，摄食后从肠道到大脑的糖感觉通路对糖偏好的形成至关重要，并揭示了人造甜味剂与糖类对行为具有不同影响的神经基础以及糖对食欲影响的基本回路。