微生物查詢(xún)網(wǎng)：我們每個(gè)人的體內(nèi)和體表，生活著為數(shù)眾多的小伙伴：病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)……這些微生物的細(xì)胞數(shù)量可能比你自身的細(xì)胞還要多。不難想象，它們與其代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生諸多影響。而近些年層出不窮的科學(xué)研究，揭示出人體微生物的影響之大，仍然時(shí)不時(shí)突破我們的想象。
頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》今日在線發(fā)表的一篇論文，再次刷新了我們對(duì)腸道菌群的認(rèn)識(shí)?？茖W(xué)家通過(guò)小鼠研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群的變化會(huì)改變大腦神經(jīng)元的功能和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響動(dòng)物的行為。同期刊發(fā)的評(píng)論給予這項(xiàng)工作很高評(píng)價(jià)，認(rèn)為“代表了我們對(duì)腸-腦相互作用的理解有了一次飛躍”。
這項(xiàng)研究來(lái)自威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)院（Weill Cornell Medicine）。David Artis教授和同事用一項(xiàng)經(jīng)典的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)考察了微生物群對(duì)大腦學(xué)習(xí)能力的影響。
他們讓小鼠學(xué)習(xí)的是恐懼記憶的消除。具體來(lái)說(shuō)，是訓(xùn)練小鼠先把一種聲音與輕微的電擊聯(lián)系起來(lái)，形成條件反射，小鼠在聽(tīng)到聲音后就會(huì)害怕地身體僵住。隨后，當(dāng)電擊不再和聲音同時(shí)出現(xiàn)，正常情況下，小鼠慢慢地就會(huì)消除對(duì)聲音的恐懼。
然而，在給成年小鼠用了抗生素后，隨著菌群被消除，小鼠還是會(huì)在聽(tīng)到聲音提示后表現(xiàn)出恐懼反應(yīng)。另一組生長(zhǎng)在無(wú)菌環(huán)境、體內(nèi)缺乏微生物群的小鼠，出現(xiàn)了類(lèi)似的情況，先前對(duì)聲音建立的恐懼難以消除。
這些行為變化歸根結(jié)底來(lái)自于大腦，因此科學(xué)家們非常好奇，體內(nèi)缺少了微生物為什么會(huì)對(duì)大腦有這樣的作用？接下來(lái)，這支研究團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了深入而細(xì)致的探秘工作。
大腦內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC）是消除恐懼反應(yīng)依賴(lài)的關(guān)鍵腦區(qū)，因此研究人員用顯微成像的手段觀察小鼠該部位的神經(jīng)活動(dòng)模式，比較普通小鼠和抗生素小鼠在神經(jīng)連接結(jié)構(gòu)上的差別。消除恐懼反應(yīng)的過(guò)程中，神經(jīng)連接的細(xì)微結(jié)構(gòu)發(fā)生著動(dòng)態(tài)變化，可是在清除體內(nèi)微生物群后，這種連接強(qiáng)度的可塑性受到了影響。
不僅如此，這項(xiàng)研究還采用先進(jìn)的單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)，識(shí)別整個(gè)mPFC各細(xì)胞類(lèi)型中的基因表達(dá)變化。結(jié)果表明，缺少腸菌主要影響興奮性神經(jīng)元。
而在各類(lèi)細(xì)胞中，小膠質(zhì)細(xì)胞的基因表達(dá)變化尤其引人注目。它們是大腦中重要的先天免疫細(xì)胞，抗生素對(duì)微生物群的改變讓小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)更多與未成熟狀態(tài)有關(guān)的基因。
那么，腸道菌群是通過(guò)什么途徑來(lái)影響大腦的神經(jīng)元與小膠質(zhì)細(xì)胞，這篇論文提供了一個(gè)答案。
研究人員在腸道代謝物中鑒定出四種化合物，它們?cè)跓o(wú)菌小鼠體內(nèi)的含量大大低于對(duì)照組，有可能是腸-腦相互作用的分子。
總結(jié)來(lái)看，這篇論文從多個(gè)角度驗(yàn)證了體內(nèi)微生物群及其代謝產(chǎn)物對(duì)神經(jīng)活動(dòng)和大腦行為的影響。這些發(fā)現(xiàn)還為臨床轉(zhuǎn)化指出了方向?！皫缀跛械纳窠?jīng)精神疾病中都可以看到認(rèn)知和突觸可塑性的改變?！庇袑?zhuān)家指出，“這項(xiàng)研究為幫助這些人提供了新的策略，或許可以針對(duì)腸道菌群及其代謝產(chǎn)物進(jìn)行治療?！?br />
隨著科學(xué)家們加深理解我們與體內(nèi)微生物小伙伴們的關(guān)系，期待有更多有效的手段讓有益微生物幫助我們的大腦更健康。
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