科學家探索遺傳學、腸道微生物組和記憶之間的聯繫
據外媒New Atlas報導,一個國際科學家團隊的新研究追踪到了腸道微生物群與記憶之間的一系列令人信服的聯繫。該研究利用一種模擬人類群體遺傳多樣性的新型小鼠模型,說明了遺傳學如何通過腸道中產生的細菌代謝物影響記憶力。
過去幾年來,人們對記憶、認知和腸道微生物群之間的關係產生了極大的研究興趣。雖然生活在我們腸道中的某些細菌家族已經被證明與記憶功能有關,但這項新的研究從不同的角度出發,從遺傳學在這種關係中的作用入手,研究了這種聯繫。
該研究的共同通訊作者Antoine Snijders解釋道:“要知道一種微生物分子是否影響記憶,我們需要了解遺傳學和微生物組之間的相互作用。”
為了做到這一點,研究人員使用了一種名為Collaborative Cross的小鼠模型,該模型的開發是為了了解人類群體中發生的廣泛的遺傳變異。為了模仿人類種群的遺傳多樣性,新的研究從29種不同品系的小鼠開始。研究人員對每一個品系的小鼠都進行了記憶測試,隨後的工作是研究那些在測試中表現最好的小鼠的具體遺傳特徵。有兩組基因被確定為與小鼠的記憶力有關。其中一組由135個基因組成,這些基因以前從未與記憶或認知相關聯。
研究的下一步是檢查不同小鼠菌株的腸道微生物組。乳桿菌是與更好的記憶相關的最常見的微生物家族,其中羅伊氏乳桿菌特別似乎與動物中的記憶具有最強的關聯。其後的測試表示,與具有其他微生物的小鼠相比,具有羅伊氏乳桿菌的小鼠有更好的的記憶力改善。乳桿菌與記憶力之間的關係在這項研究中並不新穎,然而,Snijders表示,他的團隊的研究結果來自於不偏不倚的基因組篩選過程,這暗示著遺傳作用可能支撐著腸道微生物群與記憶力之間的關係。
“雖然之前有報導稱乳桿菌與記憶力之間存在聯繫,但我們也在這次基因組篩查中獨立地發現了這種聯繫。”Snijders說。”這些結果表明,遺傳變異在很大程度上控制了記憶力,以及不同菌株之間腸道微生物群組成的差異。”
該研究的最後一部分是關於腸道細菌和記憶之間的這種聯繫可能是由什麼特殊的分子過程產生的。乳酸似乎是這些細菌產生的主要代謝物,這種分子通常由乳酸桿菌的所有菌株以不同的量產生。
將乳酸直接餵食給記憶力差的小鼠,導致記憶力明顯改善。在這項研究中,研究人員參考了之前一些探索乳酸對認知過程影響的研究,假設這種分子機制可能是腸道細菌如何影響記憶功能。此前的研究還表明,乳酸可以穿過血腦屏障,驗證了從腸道到大腦的可能途徑。
現階段還不清楚觀察到的遺傳模式究竟是如何影響這種微生物組活動的。該研究的共同通訊作者Janet Jansson指出,還需要更多的工作來驗證這些機制在人類受試者中的作用,但這項研究確實從根本上強調了遺傳學、微生物群和認知之間的複雜的相互作用。
“我們的研究表明,微生物組可能會與遺傳學合作影響記憶力,”Jansson說,但也補充說,”雖然這項研究加強了飲食、遺傳學和行為–比如記憶力–連接在一起的想法,但還需要進一步的工作來證明乳酸菌是否能改善人類的記憶力。”
這項新研究發表在《Microbiome》雜誌上。