两篇文章抓住肠子和大脑的新联系

插图描绘了人体的微生物构成。图片来源:国家人类基因组研究所

为了学会社交，斑马鱼需要相信自己的直觉（Gut）。俄勒冈大学对斑马鱼的新研究表明，肠道微生物会促使特定细胞修剪大脑回路中控制社会行为的额外连接。修剪对于正常社会行为的发展至关重要。

研究人员还发现，斑马鱼和小鼠的这些“社会”神经元是相似的。这表明，这些发现可能会在不同物种之间转化，并可能为治疗一系列神经发育疾病指明道路。

“这是向前迈出的一大步，”俄勒冈大学神经科学家Judith Eisen说，她与神经科学家Philip Washbourne共同领导了这项工作。“它还揭示了大型、多毛动物身上发生的事情。”

研究小组在两篇新论文中报告了他们的发现，分别发表在《PLOS Biology》和《BMC Genomics》上。

虽然社会行为是一种复杂的现象，涉及大脑的许多部分，但Washbourne的实验室之前在斑马鱼的大脑中发现了一组神经元，它们是一种特殊的社会互动所必需的。通常情况下，如果两条斑马鱼通过玻璃隔断看到对方，它们会靠近对方，肩并肩游泳。但是没有这些神经元的斑马鱼不会表现出兴趣。

在这里，研究小组发现了一条将肠道中的微生物与大脑中的这些神经元连接起来的途径。在健康的鱼类中，肠道微生物刺激一种叫做小胶质细胞的细胞修剪掉神经元之间的额外链接。

修剪是健康大脑发育的正常部分。就像柜台上的杂物一样，额外的神经连接会妨碍真正重要的信息，导致信息混乱。在没有这些肠道微生物的斑马鱼中，修剪不会发生，鱼表现出社交缺陷。        

Washbourne说:“我们早就知道，微生物群在发育过程中会影响很多东西。但关于微生物群如何影响大脑，还没有很多具体的数据。我们在这方面已经做了很多努力。”

在第二篇论文中，研究小组确定了这组社会神经元的两个决定性特征，这可能是小鼠和斑马鱼共有的。一种是，这些细胞可以通过开启相似的基因来识别——这一线索表明，它们可能在两种物种的大脑中扮演类似的角色。这些标志性的信号可以用来识别在不同大脑中扮演这一角色的神经元。Eisen说，另一个是“小鼠中具有相同基因特征的神经元与斑马鱼的社会神经元在大约相同的大脑位置。”

这一发现加强了研究人员的信念，即他们在斑马鱼上的工作可以转化为小鼠或人类。科学家们可以通过斑马鱼透明的身体观察神经回路的形成，从而更容易研究斑马鱼大脑发育的具体细节。然后，研究人员可以从斑马鱼身上获得这些见解，并将其作为了解其他物种的起点。

肠道微生物群破坏和神经突触修剪不良都与自闭症谱系障碍等一系列神经精神疾病有关。       

Eisen和Washbourne实验室的博士后、PLOS Biology论文的第一作者Joseph Bruckner说:“如果我们能把这些结合在一起，可能会促进对各种疾病的更好治疗。”他的下一步是弄清楚是什么分子将细菌与小胶质细胞连接起来，更详细地绘制出微生物和行为之间的路径。