研究人員發現腸道健康如何影響大腦健康的初步線索

威爾·康奈爾醫學大學和康奈爾大學伊薩卡分校的科學家**描述了腸道微生物與腦細胞之間通訊的新細胞和分子過程。

在過去的二十年中，科學家觀察到自身免疫性疾病與多種精神病之間有著明確的聯系。例如，患有自身免疫性疾病(例如炎癥性腸病(IBD)，牛皮癬和多發性硬化癥)的人也可能會消耗腸道菌群，并出現焦慮，抑郁和情緒障礙。自身免疫性疾病和精神疾病的遺傳風險似乎也密切相關。但是，腸道健康如何影響大腦健康的確切原因尚不清楚。

共同資深作者，吉爾·羅伯茨炎癥性腸病研究所所長，弗里德曼中心主任，大衛·阿迪斯博士說：“我們的研究為腸道和大腦在分子水平上的交流機制提供了新見解。”營養和炎癥研究科和威爾·康奈爾大學(Weill Cornell Medicine)免疫學Michael Kors教授。“還沒有人了解IBD和其他慢性胃腸道疾病如何影響行為和心理健康。我們的研究是一種了解整體情況的新方法的開端。”

這項研究于10月23日在《自然》雜志上發表，研究人員使用小鼠模型來了解腸道菌群耗盡后腦細胞中發生的變化。**作者Coco Chu博士是吉爾·羅伯茨(Jill Roberts)炎癥性腸病研究所的博士后研究員，他領導了威爾·康奈爾醫學，康奈爾大學伊薩卡分校，博伊斯·湯普森研究所，麻省理工學院和哈佛大學多個部門的多學科研究人員小組，以及在行為，先進的基因測序技術和細胞內小分子分析方面具有專業知識的Northwell Health。

用抗生素治療以減少其微生物數量的小鼠，或繁殖為無細菌的小鼠，得知不再存在威脅性危險的能力顯著降低。為了了解此結果的分子基礎，科學家對位于大腦中的稱為小膠質細胞的免疫細胞中的RNA進行了測序，發現這些細胞中基因表達的改變在學習過程中對大腦細胞的連接方式產生了重塑。在健康小鼠的小膠質細胞中未發現這些變化。

副校長，神經科學副教授康納·利斯頓(Conor Liston)博士說：“小膠質細胞中基因表達的變化可能會破壞突觸的修剪，腦細胞之間的連接，干擾應該通過學習而發生的新連接的正常形成。”在Feil家庭腦與精神研究所任職，并在Weill Cornell Medicine擔任精神病學副教授。

該團隊還研究了無菌小鼠大腦中的化學變化，發現與人類神經精神疾病(如精神分裂癥和自閉癥)相關的幾種代謝物的濃度發生了變化。博伊斯·湯普森研究所和化學與化學生物學教授弗蘭克·施羅德博士說：“腦化學本質上決定了我們對環境的感覺和反應方式，證據表明腸道微生物衍生的化學物質起著重要作用。” Cornell Ithaca的部門。

接下來，研究人員試圖通過恢復小鼠出生后各個年齡段的腸道菌群來逆轉小鼠的學習問題。利斯頓博士說：“我們很驚訝我們能夠挽救無菌小鼠的學習缺陷，但前提是我們必須在出生后立即進行干預，這表明腸道菌群信號在生命的早期就很重要。”“這是一個有趣的發現，因為許多與自身免疫性疾病有關的精神疾病與早期大腦發育過程中的問題有關。”

Artis博士說：“腸腦軸影響著每個人的每一天，”。“我們開始更多地了解腸道如何影響自閉癥，帕金森氏病，創傷后應激障礙和抑郁癥等多種疾病。我們的研究為這種機制如何運作提供了新的認識。”

Liston博士說：“我們還不知道，但是在未來，有潛力確定有希望的目標，這些目標可能在將來用作人類的治療方法。”“這是我們未來需要測試的東西。”