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深度解读肠道菌群如何通过脑肠轴影响机体大脑健康!

肠道微生物是生活在我们机体肠道中的微生物菌群,这类特殊的微生物对机体营养物质代谢、机体发育、免疫力以及多种疾病的发生等方面都非常重要。近些年来,很多科学家都发现肠道菌群或许会通过一种特殊的肠-脑轴来影响机体的大脑结构以及很多大脑相关疾病的发生,比如阿尔兹海默式症、帕金森疾病等疾病,本文中小编就对相关亮点研究进行了整理盘点,分享给大家!

【1】肠应激综合症患者大脑结构与肠道微生物之间的关系

新闻阅读:Study shows association between gut microbes and brain structure in people with IBS

最近一项由UCLA的研究者们作出的研究揭示了患有肠道应激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)的患者其体内肠道微生物组与大脑之间的关系。

该研究第一次揭示患有IBS的患者肠道微生物组与大脑参与处理感受信号的区域之间的关系。结果表明,大脑产生的信号能够影响微生物组的构成,而微生物分泌的化学物质又能够反过来塑造大脑的结构。此外,研究者们还对儿童外伤,大脑的发育以及肠道微生物组结构之间的联系进行了深入的探究。

此前在小鼠水平的研究表明肠道的微生物能够调节大脑的功能以及行为,同时大脑产生的信号也能够调节肠道微生物的组成,然而,直到如今,仅仅有一项人体水平的研究证实了这一结论。

此外,虽然有很多研究报道了患有IBS疾病的人群中肠道微生物组结构的改变这一现象,但对于其中具体的微生物成分的变化却一直没有统一的结论,而且对于这些变化对IBS相关症状的影响也没有具体的研究。

【2】深入解读脑-肠轴交流机制 为何抗抑郁药能够治疗肠道疾病?

新闻阅读:The brain and the gut talk to each other: how fixing one could help the other

人们普遍认为,情绪能够直接影响胃部功能,早在1915年,哈佛大学的生理学家Walter Cannon就指出,当动物受到惊吓时其机体中胃部功能就会发生改变,当然,相同的情况也会在人类中发生,那些压力较大的人通常都会出现腹泻和胃痛的症状。

如今我们都知道这或许是大脑和胃肠道系统之间沟通交流所致,人类肠道中生存着100万亿个细菌,这些细菌也是大脑-肠道交流过程中的重要参与者;最近关于二者的关联性研究就让研究人员利用沟通疗法和抗抑郁药物来治疗患者的一些慢性肠道问题,研究者的主要目的就是通过高速大脑对肠道的错误进行修复来干扰两个器官之间的交流机制。

有研究就发现,“沟通疗法”(talk therapy)能够帮助改善抑郁症,并且改善胃肠道疾病患者的生活质量,而抗抑郁药物则对肠道疾病以及患者所伴随的焦虑及抑郁症状均有有益的效应。

【3】心理所发现皮肤健康受肠-脑-皮轴影响

已有研究表明,皮肤疾病与精神疾病具有共病性,基础和临床研究发现精神心理因素对皮肤病发病有影响作用。如心理应激会加重多种皮肤疾病,特别是特应性皮炎、银屑病、脂溢性湿疹、结节性痒疹、扁平癣、慢性荨麻疹、斑秃和瘙痒等。此外,肠道微生物可影响皮肤疾病的发生,并且精神状态与肠道微生物状况可反映皮肤健康状况。反之,皮肤状况也可作为精神状态和肠道微生物状况的评估参照。但是,皮肤疾病、精神疾病与肠道微生物之间的关系有待进一步研究。

中国科学院心理研究所心理健康重点实验室金锋研究组通过研究发现:患有心理和精神疾病的人群同时患有皮肤问题的比例非常高,通过检测肠道微生物组成发现这些人的肠道共生微生物的组成与健康人存在明显不同。在实施了针对肠道微生物的干预措施后,随着肠道共生微生物良好状态的恢复,患者的精神状态和皮肤症状均会随之改善。科学家将肠道状态、肠道微生物以及心理疾病与皮肤疾病的关联称作肠道-大脑-皮肤轴(简称肠-脑-皮轴,gut-brain-skin axis)。

【4】肠道微生物是如何与大脑交流的

肠道微生物是近年来十分热门的一个研究领域。最近的研究表明,它们可以影响人类的健康、行为和某些神经疾病,比如自闭症。但是它们如何与大脑交流呢?来自伊利诺伊大学的一项新研究结果表明,某些肠道细菌和大脑代谢物之间存在着一种沟通途径,这种途径是通过一种名为皮质醇的血液化合物来实现的。出乎意料的是,这一发现提供了一种解释自闭症特征的潜在机制。该研究于近日发表于Gut Microbes上。

“在婴儿期,神经代谢的改变对大脑发育有深远的影响,微生物或者说居住在我们肠道内的细菌、真菌和病毒的集合在这个过程中扮演着重要的角色。” 伊利诺伊大学神经科学项目的博士生Austin Mudd说。“然而,目前还不清楚哪些特定的肠道细菌在大脑发育过程中影响最强,以及哪些因素可能会影响肠道和大脑的关系。”

研究人员研究了1个月大的小猪,它们与人类婴儿的肠道和大脑发育非常相似。研究人员首先确定了猪的粪便和升结肠内容物中细菌的相对丰度,然后测量血液和大脑中某些化合物的浓度。

【5】肠道菌群对大脑发育和行为影响成研究热点

很多发现常常让我感到吃惊。这个领域是开放的,它有点像“西大荒”。

自从Rebecca Knickmeyer与她最新的大脑研究项目参与者相识以来,时间已过去了1年。Knickmeyer是美国北卡罗来纳大学教堂山分校医学院神经学家,通过一连串的行为和性格测试,她希望看到30名新生儿如何学会爬行,并成长为具有认知能力的1岁儿童。

接下来,如果一切进展顺利,当嘈杂的核磁共振对他们的大脑成像时,这些孩子应该睡得很沉稳。“我们希望一切都万无一失。”Knickmeyer 说,“如果有孩子想要往门外闯,我们很清楚应该做什么。”

【6】Science子刊:惊人发现!肠道细菌或可改变肠道和大脑的功能

DOI:10.1126/scitranslmed.aaf6397

日前,一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自麦克马斯特大学的研究人员通过研究发现,肠道中的细菌或许能够影响肠道易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)患者机体肠道和行为的症状,相关研究或为研究人员开发微生物定向疗法提供了新的思路和见解。

肠道易激综合征是一种常见的胃肠道疾病,其会影响机体的大肠组织,而患者也会遭受腹痛以及排便习惯的改变,比如腹泻和便秘等,通常患者还会伴随出现慢性焦虑和抑郁症等,当前的疗法目的就是改善患者的症状,但患者的病因并不清楚,所以这些疗法的疗效显得非常有限。

本文研究中研究人员希望通过研究能够深入阐明是否发生腹泻的IBS患者机体的粪便微生物能够影响受体小鼠机体的肠道和大脑功能,利用粪便移植,研究人员就将IBS患者(焦虑或者非焦虑患者)机体的微生物群落转移到了无菌小鼠机体中,随后研究者发现,相比接受健康个体微生物的小鼠而言,接受IBS患者机体中微生物的小鼠慢慢会表现出肠道功能和行为的改变。

【7】Cell:重磅!揭示肠道-大脑对话新机制

doi:10.1016/j.cell.2017.05.034

小鼠肠道感觉细胞通过血清素直接与肠道神经元进行对话,让大脑知道某些化合物是否存在。这些肠道细胞将肠道的内含物告诉大脑。但是对这种肠道-大脑对话的分子机制的认识因技术限制受到阻碍。如今,在一项新的研究中,通过研究小鼠肠道类器官和肠道组织切片中的一种关键的肠道感觉细胞(即肠嗜铬细胞),来自美国加州大学旧金山分校等研究机构的研究人员揭示出哪些分子信号激活这些所谓的肠嗜铬细胞(enterochromaffin cell),以及这些细胞如何将这些化合物的存在传递到中枢神经系统。相关研究结果于2017年6月22日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Enterochromaffin Cells Are Gut Chemosensors that Couple to Sensory Neural Pathways”。

肠嗜铬细胞是一种肠上皮内分泌细胞。它们是非常罕见的,仅占肠上皮的1%不到,但是负责产生身体90%的血清素。有人已提出这些细胞发挥着化学传感器的作用,检测肠腔中的分子,并且作出反应,分泌血清素来触发神经元控制的肠道运动、收缩和疼痛。但是这些肠腔分子可能是什么,血清素如何发挥它对神经元的影响,仍然是未知的。

论文共同通信作者、加州大学旧金山分校神经科学家David Juliu说,“问题在于血清素仅是扩散出去与远处的神经元相互作用?或者神经元和肠嗜铬细胞之间也存在点对点连接?”他说,这样的突触连接是有先例的,并且解释道,已有人报道一组相关的肠上皮细胞(被称作肠内分泌细胞)与神经元之间存在直接的突触连接(Journal of Clinical Investigation, doi:10.1172/JCI78361)。

【8】肠道细菌——人体的第二个“大脑”

在20世纪,最伟大的医学创新是抗生素的发展。它改变了我们对抗疾病的能力。但在21世纪,人们正在重新考虑抗生素与细菌的关系,得出的结论是,细菌并不总对我们是有害的,有许多生物都对我们的健康其实非常重要。

微生物组之间的相互作用影响整个身体的器官系统,包括大脑。这一发现导致科学家有兴趣研究利用肠系微生物潜在治疗神经精神障碍的可能性,以及研究调查肠道和微生物组是如何影响健康和病患者大脑的。但可惜的是到目前为止没有人确切地知道多少或什么类型的微生物可能存在我们的身体上或身体中。

在我们肠道生活着的细菌与我们的免疫、内分泌和神经系统密切交织在一起。关系是双向的:微生物组影响这些系统的功能,反过来这些系统又改变细菌群落的活性和组成。我们开始解开这种复杂性,并深入了解肠道细菌如何干扰机体的其余部分,特别是它们是如何影响大脑的。

【9】CNS解析 | 肚子决定脑袋,肠道菌群影响运动神经

肠道菌群影响神经发育、个体行为以及神经系统紊乱等。然而,肠道菌群和神经退行性疾病之间的功能性连接却一直不甚清楚。共核蛋白病(Synucleinopathies)的主要特征为a-synuclein蛋白(aSyn)的聚集,从而引起运动功能失常,表现为帕金森症(Parkinson’s disease,PD)。利用过表达aSyn的转基因小鼠,作者研究发现肠道菌群影响运动功能、小胶质细胞活性和aSyn病理。在成年小鼠PD疾病模型中,使用抗生素可以缓解病情,反之,给予微生物菌群会加重病情,从而进一步证实了二者之间的关联。

进一步研究发现,给无菌小鼠口服特殊微生物代谢物,可以促进神经免疫反应和运动功能。有意思的是,将分别从PD病人和健康人中提取的微生物组,移植至过表达aSyn的转基因小鼠中,前者的物理运动能力的受损情况进一步加剧。综上,肠道菌群影响运动能力,微生物组群的改变有可能是诱发PD的因素之一。

【10】肠道微生物会影响帕金森?!

来自芬兰的研究者们发表了一项新的研究成果:他们通过比较正常人与帕金森(PD)患者肠道微生物成分特征,发现相比于正常样本,PD患者肠道微生物群中普雷沃氏菌科的丰度发生了明显的下降。这一发现可能为研究PD的发生提供了一条非常有价值的线索。

“尽管这一发现仅仅是‘表面工作’(指研究部位较浅)”,然而却为我们深入研究提供了极佳的理由",芬兰赫尔辛基大学大学神经学系的教授,Filip Schepenjans博士说道。“如果进一步的研究能够证明PD是由于肠道这种特定微生物的缺失而引发的,那么向患者体内补充此种微生物就可能减缓疾病的恶化,甚至阻止疾病的发生。”

相关研究成果发表在《Movemont Disorders》杂志的三月刊上。

“这是一项非常有意思的发现”,Schepenjans说:“我们将会重点研究这一问题,因为我们研究这项课题的最终目的就是要找到那些我们能够改变的因素”。然而,一个更加迫切的目标就是要确认肠道微生物组成分的改变在PD出现前就已经发生。

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