为什么日常生活中吃坏肚子、胃肠不适时会产生糟糕的情绪？有没有理想的营养干预方案？近日，高福记生物首席科学家、西北农林科技大学食品科学与工程学院刘志刚教授带领食品分子营养与健康创新团队在国际权威期刊Brain Behavior and Immunity（Top期刊，IF=15.1）在线发表了题为Alleviating Effect of Vagus Nerve Cutting in Salmonella-Induced Gut Infections and Anxiety-Like Behavior via Enhancing Microbiota-Derived GABA的研究性文章。本文首次揭示了食源性腹泻与焦虑情绪之间的关联新机制，并探索了营养关于方案。

鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）是诱导食源性腹泻的主要因素之一。鼠伤寒沙门氏菌感染往往造成严重的肠屏障损伤、肠道炎症以及肠道菌群的失衡。目前越来越多的研究表明，沙门氏菌感染还会造成宿主情绪或行为异常。而迷走神经是肠-脑轴中重要的组成部分，在维持体内平衡以及胃肠道与中枢神经系统（Central nervous system，CNS）之间的信息交流发挥着至关重要的作用。

该研究发现，沙门氏菌可以通过迷走神经将感染信号传递至CNS，引起部分脑区神经元和免疫细胞异常激活，并诱发焦虑样行为。这可能是沙门氏菌在感染宿主过程中促进自身定殖的一种策略。而迷走神经切断能明显减轻鼠伤寒沙门氏菌感染引起的焦虑样行为。此外，迷走神经切断术可显著降低沙门氏菌感染小鼠血清中内毒素水平、脾中沙门氏菌侵袭，肠道和大脑中炎症细胞因子IL-6、IL-1β和TNF-α的表达。

沙门氏菌诱导的肠道神经递质紊乱以及肠道菌群紊乱在迷走神经切断小鼠中被有效控制，尤其是恢复了γ-氨基丁酸（Gamma-aminobutyric acid，GABA）的含量和产GABA益生菌（如Alistipes、Lactobacillus等）的相对丰度。

GABA是广泛存在于各种食物中的食品功能因子，被卫生部列为新资源食品。本研究进一步明确了GABA作为膳食补充剂在改善沙门氏菌诱导的焦虑样行为、全身性感染及肠道炎症中的有益作用，同时表明GABA在迷走神经切断术抑制沙门氏菌的全身性感染中发挥不可或缺的作用。

综上研究发现，迷走神经参与了沙门氏菌诱导的食源性腹泻和情绪障碍的进程。沙门氏菌通过迷走神经将感染信号传递至CNS，引起神经元和免疫细胞异常激活，并诱发焦虑样行为。而切断迷走神经除了阻止感染信号的传递还以调节肠道菌群的方式增加结肠中GABA的含量，并依赖于GABA发挥抑制沙门氏菌诱导食源性腹泻的作用。本研究结果强调了迷走神经在“肠-脑”轴中的关键作用，还明确了GABA在迷走神经与沙门氏菌感染中的介导及抗感染作用，为开发以GABA为原料的功能食品提供了一定的研究依据。

该研究得到了国家科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bbi.2024.04.034

刘志刚，高福记生物首席科学家，博士，教授，博士研究生导师。入选国家级青年人才，德国“洪堡学者”，美国“康奈尔大学唐氏·康奈尔-中国学者”，“陕西省高校科协青年人才托举计划”，曾任美国康奈尔大学食品科学系客座教授。现任西北农林科技大学食品科学与工程学院食品营养系副主任，兼任德国人类营养研究所访问研究员、Foodand Humanity营养与健康sectioneditor，Frontiers in Aging Neuroscience杂志副主编。主要研究方向包括膳食模式与肠脑健康互作机制、食品营养功能组分发掘与功效评价等。主持科技创新2030脑科学与类脑研究重大项目、国家自然科学基金项目等项目十余项，在Cell Metabolism、Nature Communications、Brain Behavior and Immunity、Journalof Agriculturaland Food Chemistry等杂志发表论文100余篇，H-index 44。联系方式：zhigangliu@nwsuaf.edu.cn