醫學科普:探索腸道能治療大腦問題
發布時間:2021-04-16
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醫學科普:探索腸道能治療大腦問題

腸腦軸(gut–brain axis)是神經科學領域的一項重要研究。近年來的眾(zhong) 多研究結果表明,腸道中數以萬(wan) 億(yi) 計的細菌可能會(hui) 對大腦產(chan) 生深遠影響,並與(yu) 一係列疾病的發生發展有關(guan) 。目前,一些團隊已經開始深入研究特定菌群與(yu) 大腦之間搭建的複雜而神奇的通路。通過小鼠實驗證明,腸道微生物有可能觸發或改變帕金森症、孤獨症、自閉症等病程。

 

想想看,如果通過調解腸道菌群就能夠預防或治療這些嚴(yan) 重的神經係統疾病。這個(ge) 結果該多麽(me) 令人興(xing) 奮!

探索腸道能治療大腦問題,對,你沒看錯

 

投稿七次才揭開腸腦的神秘聯係

 

2006年,加拿大神經學家簡•福斯特團隊選取了兩(liang) 組小鼠,一組健康小鼠腸道有正常平衡的微生物菌群,而另一組則缺乏微生物菌群。試驗表明,腸道缺乏菌群的小鼠似乎更不容易焦慮。當它們(men) 被放置在擁有開放或封閉道路的迷宮裏時,它們(men) 更願意選擇開放的道路。

 

腸道菌群是否影響了它們(men) 的大腦,讓它們(men) 展示了不同的行為(wei) ?這個(ge) 研究結果,簡花了三年時間,投稿七次才成功發表。在此之前,人們(men) 根本不買(mai) 賬,認為(wei) 這是人為(wei) 幹預的結果。

 

於(yu) 此同時,愛爾蘭(lan) 科克大學的神經科學家約翰•克萊恩也在研究相同的領域。他對簡的遭遇感同身受,因為(wei) 堅持腸腦之間的聯係,他一度被稱為(wei) “愛爾蘭(lan) 的瘋子”。

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1817年,英國外科醫生詹姆斯•帕金森在治療帕金森症患者時發現一個(ge) 病例。其雙臂麻木刺痛,而且肚子鼓鼓,攢了不少便便。於(yu) 是他給患者開了瀉藥。十天後,患者清空了腸道,其他的病症也隨之消失了。從(cong) 此,他注意到,一些疾病的發生往往是從(cong) 便秘開始的。

 

我們(men) 知道,帕金森症的標誌性症狀是震顫、僵硬以及運動遲緩。這是因為(wei) 負責協調運動的神經元死亡造成的。這些神經元為(wei) 什麽(me) 會(hui) 死亡,原因尚不明確。目前已知的是神經元中的α-突觸核蛋白發生了錯誤的折疊。一個(ge) 錯誤折疊的蛋白質會(hui) 導致更多的錯誤折疊,直到有害的團塊占領大腦。

 

2015年,肯塔基州路易斯維爾大學神經科學家羅伯特•弗裏德蘭(lan) 發現,腸道微生物能夠產(chan) 生與(yu) 大腸杆菌結構相似的畸形突觸核蛋白。他推測,也許是腸道微生物為(wei) 蛋白質提供了錯誤的致畸模板。隨後,他在小鼠身上的試驗證實了這一點。

 

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連接腸腦的通路在哪兒(er) ?

 

我們(men) 目前尚不清楚腸道中的信號是如何到達大腦的。一種說法是通過迷走神經傳(chuan) 遞。迷走神經將腦幹與(yu) 許多神經聯係起來,猶如一條“高速公路”,能在包括結腸在內(nei) 的器官與(yu) 大腦之間傳(chuan) 遞信號。

 

上個(ge) 世紀70年代,曾經有一種治療胃潰瘍的療法,通過切除或部分切除相關(guan) 神經來抑製胃酸分泌。經過幾十年的觀察,研究人員發現接受過這種療法的患者不易患帕金森症。現在研究人員正在試驗,同樣被切除迷走神經的小鼠,其腸道中的錯誤折疊蛋白是否會(hui) 引起帕金森症。

 

腸腦之間的神秘聯係不僅(jin) 會(hui) 引發神經退行性疾病,還能決(jue) 定疾病的嚴(yan) 重程度。免疫學家伊蘭(lan) •埃利納夫在研究肌萎縮側(ce) 索硬化症(俗稱“漸凍症”)中發現,不同患者病程進展速度不一樣。他懷疑這和腸道菌群有關(guan) 。果然,在小鼠試驗中,腸道菌群缺乏的小鼠疾病發展速度較快。此外,研究人員還發現,服用維生素B3可以相應改善大腦功能,一定程度上可以有助預防這種疾病的發生。

 

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腸腦影響會(hui) 代代相傳(chuan) ?

 

微生物在人體(ti) 內(nei) 的“旅行”的能力強到讓你難以想象。腸道微生物對大腦的影響甚至會(hui) 代代相傳(chuan) 。以自閉症為(wei) 例,在瑞典一項180萬(wan) 人範圍內(nei) 的流行病調查顯示,孕期因感染而入院治療的婦女,產(chan) 下的孩子患自閉症的風險要比正常孕婦高出79%。

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麻省理工學院的神經科學家Gloria Choi和哈佛醫學院免疫學家的丈夫Jun Huh,嚐試通過讓身體(ti) 產(chan) 生保護性細胞因子來對抗細菌微生物。他們(men) 在模擬感染的懷孕小鼠身上發現,輔助性T細胞17變得異常活躍,從(cong) 而產(chan) 生一種特殊類型的細胞因子IL-17,可以通過胎盤與(yu) 幼崽大腦結合,導致小鼠後代自閉症行為(wei) 產(chan) 生。

 

但是這並非說孕期感染的孕婦都會(hui) 產(chan) 下神經性障礙或自閉症患兒(er) 。Huh認為(wei) ,一定是有什麽(me) 東(dong) 西把孕婦的免疫係統推向過度活躍的狀態。Choi和Huh集中研究了一組被稱為(wei) 分段絲(si) 狀菌的腸道微生物,這些微生物以前曾被證明能促進輔助性T細胞17的形成。當懷孕小鼠服用抗生素後,產(chan) 下的小鼠行為(wei) 沒有發現異樣。

 

此外,Choi和Hu還想知道新冠肺炎大流行是否會(hui) 導致新生兒(er) 患自閉症風險升高。他們(men) 從(cong) 感染新冠病毒的孕婦采樣以對比其IL-17的水平。然而目前,他們(men) 還沒有發現明確證據來證明新冠病毒感染與(yu) 自閉症的相關(guan) 性。

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調解菌群藥物有望上市治療腦病?

 

美國貝勒醫學院的神經生物學家科斯塔•馬蒂奧利(Mauro Costa-Mattioli)也在研究腸道細菌與(yu) 自閉症的關(guan) 係。他發現,當有類似自閉症狀的小鼠與(yu) 某些小鼠共養(yang) 的時候,因吃掉同類糞便而導致自閉症裝消失。受此啟發,他們(men) 發現,患自閉症小鼠的糞便缺少了一樣微生物——乳酸杆菌。試驗發現,羅伊氏乳杆菌與(yu) 乳酸菌都可以逆轉類自閉症行為(wei) 。

 

目前,該研究小組正在致力於(yu) 從(cong) 這些微生物的基因中尋找解開謎題的關(guan) 鍵“鑰匙”。目前,該項目已經在意大利進入臨(lin) 床試驗,研究人員嚐試用羅伊氏乳杆菌來治療80名自閉症患兒(er) 。科斯塔•馬蒂奧利希望自己的研究成果能夠盡快上市應用。不僅(jin) 僅(jin) 是自閉症、帕金森症,研究人員還發現用抗生素抑製細菌感染,可以有助於(yu) 腦損傷(shang) 的恢複。

 

雖然目前的研究仍沒有完全搞清人類腸道環境與(yu) 大腦之間到底存在怎樣一種神秘的聯係。但是,這一發現還是足夠令人興(xing) 奮。微生物療法的巨大市場前景已經吸引了許多製藥公司在資金上加碼去研發相應的藥物。也許在未來的某一天,像自閉症這樣的腦病也可以吃片藥就能治愈吧。


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