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肠内常在菌会影响寄主的想法和行为?



  日本协同乳业4月23日宣布,已通过代谢产物检测实验证实肠内常在菌会对大脑的代谢产生影响。

  这是由协同乳业研究所技术开发室的主任研究员松本光晴、泽木笑美子、理化学研究所创新推进中心辨野研究室的木边量子、辨野义己、Human Metabolome Technologies (HMT)的大贺拓史、东海大学医学部基础医学系传染病研究室的相场勇志、古贺泰裕等人研究得出的成果。详细情况已经在“Frontiers in Systems Neuroscience”上发布。

  除了已知的肠内常在菌与人的健康、尤其是免疫系统疾病和大肠癌有关外,近年来,还有研究表明肠内常在菌会对肥胖和寿命等与大肠内环境无直接关系的全身性健康产生影响。另外还有报告称肠内常在菌与大脑存在联系。目前已经证实,肠和脑、神经系统、荷尔蒙、细胞因子等通用的信息传达物质通过受体,会形成双向的网络“肠脑相关”。此外,最近的研究还证实,肠脑相关的肠管方刺激因子和肠内常在菌存在密切联系,肠内菌群甚至会对神经发育障碍、脑的发育和行动产生影响。

  但是,关于肠内常在菌对神经传达物质以外的脑内代谢系统有何影响的研究则很少,两者之间的关系尚不清晰。此次,研究组通过细致全面地分析脑内代谢物质,来研究肠内常在菌对大脑的影响。

  具体做法是,将一对白鼠所生的公白鼠分成无菌白鼠和正常菌群白鼠两组进行饲养,7周后注射安乐死杀死白鼠,然后使用CE-TOFMS分离和分析白鼠大脑皮层的成分,对脑内代谢物的代谢组学进行详实地分析。

  结果,研究人员在白鼠的大脑皮层中检出了196种代谢产物,其中,有23种成分无菌白鼠比正常菌群白鼠的浓度高,这些成分中包括与行动紧密相关的神经传达物质“多巴胺”、与综合失调症有关的“氨基酸丝氨酸”以及与多发性硬化症和阿尔茨海默病有关的“N-乙酰天门冬氨酸”。

  另外,23种成分中还含有解糖中间代谢产物、辅酵素NADH、NADP+和能源代谢相关的成分,这说明肠内常在菌会对大脑的能源代谢产生影响,也就是说,肠内常在菌可能会影响寄主的想法和行为。

  另一方面,无菌白鼠比有菌白鼠浓度低的有15种成分,其中包括神经传达物质的前驱物质“芳香族氨基酸”(色氨酸、酪氨酸、苯基丙氨酸 )、与癫痫症有关的“哌啶酸”以及关系到婴幼儿脑发育的“N-乙酰神经氨酸”等。

  此次研究组证实了肠内常在菌会对大脑的代谢具有重大影响,上述研究成果将为大脑健康、疾病、发育、衰老以及幼儿的学习、记忆和行动的研究提供参考。

正常菌群白鼠与无菌白鼠的比较

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