小鼠的新研究表明,腸道中的微生物有影響學(xué)習恐懼反應的能力,這項研究提供了連接腸道和大腦的細胞和分子機制的詳細線(xiàn)索。
一、腸道菌群失調也會(huì )影響精神健康
在過(guò)去的10至20年中,科學(xué)家觀(guān)察到了生活在人體中和人體上的細菌如何影響健康。
已有證據表明,破壞這些微生物群落與疾病甚至行為改變有聯(lián)系,這些關(guān)聯(lián)在某些自身免疫性疾病和精神病之間的關(guān)系中也很明顯。
例如,患有多發(fā)性硬化癥或炎癥性腸。↖BD)的人可能破壞了腸道細菌,并出現了情緒失調、焦慮和抑郁。
然而,盡管這些研究已經(jīng)證實(shí)了腸腦軸的存在,但尚不清楚支撐其的機制。
二、最新研究發(fā)現腸道菌群與腦細胞的聯(lián)系細節
這項最新研究發(fā)表在《自然》雜志的最新論文中,它提供了連接腸道微生物和腦細胞的細胞和分子過(guò)程的前所未有的細節。
紐約大學(xué)威爾·康奈爾醫學(xué)學(xué)院免疫學(xué)教授兼IBD研究主任戴維·阿蒂斯(David Artis)說(shuō):“尚無(wú)人了解IBD和其他慢性胃腸道疾病如何影響行為和心理健康!他補充說(shuō):“我們的研究是了解整體情況的新方法的開(kāi)端!
三、學(xué)習和忘記
在這項研究中,Artis教授及其同事使用小鼠來(lái)研究腸道微生物破壞如何影響腦細胞。
他們利用他們在動(dòng)物行為、基因測序和細胞化學(xué)方面的專(zhuān)業(yè)知識。
這項調查的重點(diǎn)是,通過(guò)科學(xué)家稱(chēng)之為“恐懼與學(xué)習”的實(shí)驗,動(dòng)物能夠更好地學(xué)習和忘記恐懼觸發(fā)。
在實(shí)驗中,老鼠學(xué)會(huì )將腳掌的電擊與同時(shí)發(fā)聲聯(lián)系起來(lái)。最終,音調本身可以引起與電擊相同的恐懼反應。
在反復暴露于音調而沒(méi)有電擊的情況下,小鼠傾向于忘記這種關(guān)聯(lián),這是因為他們的大腦將自己更新為威脅不再存在的事實(shí)。
然而,研究人員發(fā)現,腸道內沒(méi)有出生細菌的小鼠,或者由于抗生素治療導致腸道微生物大量減少的小鼠,得知這種威脅不再存在的能力顯著(zhù)降低。換句話(huà)說(shuō),他們的大腦并沒(méi)有適應新的條件。
四、小膠質(zhì)細胞基因改變
對動(dòng)物大腦中小膠質(zhì)細胞的遺傳研究為這種作用的分子機制提供了一些啟示。
研究人員研究了內側前額葉皮層(mPFC)中的基因表達,“前部大腦皮層是已知對學(xué)習至關(guān)重要的區域”。
小膠質(zhì)細胞是生活在大腦中的免疫細胞,在其發(fā)育和功能中起著(zhù)許多作用。
他們的工作之一是幫助刺激和修剪神經(jīng)元或神經(jīng)細胞之間的連接,以重塑大腦回路。
研究人員發(fā)現,腸道微生物的缺失改變了小鼠mPFC中小膠質(zhì)細胞的基因表達,從而擾亂了神經(jīng)元正常形成的方式,并消除了學(xué)習和遺忘過(guò)程中的聯(lián)系。
研究小組還發(fā)現缺乏腸道微生物的小鼠大腦化學(xué)物質(zhì)發(fā)生了實(shí)質(zhì)性變化,例如改變了分子水平,這些分子在自閉癥和精神分裂癥等神經(jīng)精神疾病中起作用。
五、恢復腸道細菌僅在生命早期起作用
研究人員還進(jìn)行了實(shí)驗,他們在不同年齡的無(wú)菌小鼠中恢復了腸道細菌。
他們發(fā)現,這些小鼠有可能無(wú)條件地做出恐懼反應,但前提是它們在出生后才恢復腸道細菌。
他們認為這是一個(gè)重要發(fā)現,因為許多與自身免疫有關(guān)的精神疾病也與大腦發(fā)育早期出現的問(wèn)題有關(guān)。
阿蒂斯教授說(shuō):“腸腦軸影響著(zhù)每一個(gè)人,每一天的生活!北M管尚為時(shí)過(guò)早,但首席研究員Conor Liston博士建議,通過(guò)進(jìn)一步的研究,這些發(fā)現最終將導致新的治療目標。他說(shuō):“這是我們今后需要測試的東西,我們開(kāi)始更多地了解腸道如何影響自閉癥、帕金森氏病、創(chuàng )傷后應激障礙和抑郁癥等多種疾病!盌avid Artis教授說(shuō)。
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