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近日,發表在《科學》上的一項最新研究中,來自法國巴斯德研究所等機構的科學家團隊揭示了大腦與(yu) 腸道細菌之間的神秘聯係。他們(men) 在小鼠模型中發現,下丘腦神經元能直接檢測腸道細菌活動的變化,並根據其變化調節食欲與(yu) 體(ti) 溫等生理過程。
這是腦腸軸的又一篇文章。果然是“機製不明,腸道菌群”啊(遇事不決(jue) ,量子力學)。今天就來和大家說說腸道微生物是如何影響人的大腦的。
01,腸道菌群和腸腦軸
腸道菌群和人有關(guan) 係,腸道微生物是我們(men) 人體(ti) 中一個(ge) 龐大的群體(ti) 。這些微生物規模有多大呢?據不完全統計,人體(ti) 內(nei) 的腸道微生物高達1000多種,它們(men) 執行著不同的功能,其數量更是龐大,有近百萬(wan) 億(yi) 的規模,這個(ge) 數字遠遠超過了人體(ti) 的細胞數量,更別提是全人類數量的幾十萬(wan) 倍了。因此科學家稱之為(wei) 人體(ti) 第二基因組。
它和我們(men) 人體(ti) 組成了一個(ge) 完好的互利係統他們(men) 不僅(jin) 可以幫助抵抗外來病菌的入侵,還可以分泌免疫球蛋白來幫助人體(ti) 提高免疫力;比如他們(men) 可以通過促進人體(ti) 受損粘膜的修複而調節人體(ti) 的生理。除此以外,就是腸道微生物促進腸道消化吸收的作用,幫助降解部分糖類。
但是僅(jin) 僅(jin) 如此嗎?
當前最前沿的領域之一:腸腦軸(Gut–brain axis)。
當然,這裏的腦腸軸,不是一些古書(shu) 裏認為(wei) 的腸道直接影響大腦,而是微生物學的概念。
腸腦軸的定義(yi) 簡單的如下
腸腦軸(Gut–brain axis) 是指腸道和大腦之間的雙向信號傳(chuan) 遞和關(guan) 聯,主要是和腸道微生物有關(guan) 。

02,cell-腸腦軸和自閉症
在這裏,我們(men) 首先以一篇發表在生物學頂級期刊《CELL》上的研究為(wei) 例來介紹一下腸腦軸的問題。研究的題目是“Human Gut Microbiota from Autism Spectrum Disorder Promote Behavioral Symptoms in Mice”,相信很多人看完題目就大體(ti) 上猜出了這篇文章的研究,就是自閉症患者的腸道微生物可以引發小鼠的自閉症情況。
簡單的介紹下作者的研究。
作者首先選擇的研究材料是特殊的無菌小鼠,這樣可以最大程度上避免小鼠本身腸道微生物的影響。同時選取了自閉症患者(Autism spectrum disorder,ASD)和正常個(ge) 體(ti) (typically-developing,TD)兩(liang) 組群體(ti) ,不過不是直接研究這些人,而是取了他們(men) 的糞便,因為(wei) 糞便中有大量的微生物嘛。接下來,開展正式的研究,將兩(liang) 組患者的糞便分別移植到無菌小鼠體(ti) 內(nei) ,然後觀察小鼠的行為(wei) 。

不出所料,自閉症患者和正常人的糞便在小鼠上表現出了顯著地差異,移植了自閉症患者的小鼠表現出了明顯的類似人類自閉症的症狀,比如重複性行為(wei) 增加,運動和交流能力減弱。而且,這種行為(wei) 還會(hui) 傳(chuan) 遞到下一代。
可以說,這非常明顯的證實了一個(ge) 問題,那就是,腸道微生物會(hui) 直接的影響大腦。
而其原因是,代謝產(chan) 物影響了基因表達,比如GABA和甘氨酸受體(ti) 激動劑/抑製劑等這些自閉症相關(guan) 成分。
03,science-腦腸軸作用於(yu) 神經
如果說上麵的研究介紹了腦腸軸是影響了一些自閉症的成分,那麽(me) 這篇文章介紹的是腸道菌群影響到了神經元。

先來一張圖介紹一下整個(ge) 文章的流程

這張圖展示的是腸-腦軸對代謝的調控。
當小鼠食物消耗後,腸道微生物菌群開始擴張,然後導致胞壁肽增加,然後這些成分到達大腦後,於(yu) 是靶向的移植了下丘腦神經元的一部分。
而這部分,就會(hui) 降低神經元活動,從(cong) 而幫助調節鼠的飽腹感和體(ti) 溫。
具體(ti) 的來說其實就這麽(me) 簡單,他們(men) 發現這個(ge) 調節的關(guan) 鍵因子叫Nod2(核苷酸寡聚化結構域2,有一種打使命召喚的感覺)

上圖是展示了大腦和腸道Nod2的表達情形。
而下丘腦的Nod2可以參與(yu) 調控體(ti) 重與(yu) 體(ti) 溫

04,研究的意義(yi)
既然大腦可以感受到腸道微生物的情況,那麽(me) ,估計很多人第一時間想到的就是:減肥。
雖然之前已經有了糞便移植研究,就是找個(ge) 瘦子把他的腸道菌群移植到胖子肚子裏,然後瘦下來。

但是估計很多人會(hui) 比較抗拒這個(ge) 。
而這篇文章提出了大腦神經感受腸道菌群,那就有了另一個(ge) 思路,就是,通過影響腸道菌群來調節人的代謝。比如幹預腸道菌群的做法,可以是益生菌之類的,調整腸道菌群類型,最後影響大腦。

當然,反過來,也可以通過大腦來調節腸道菌群,比如對於(yu) 一些腸胃病患者之類的。
其實還是蠻吸引的,精神病和腸胃病一起來解決(jue) 。
當然,這是很遙遠的未來了。
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