研究人員發現腸道細菌如何影響社會行為的新線索
據外媒報導,一項令人印象深刻的新研究強調了老鼠的社會行為和腸道微生物之間的腸腦聯繫。這項研究表明,缺乏某種腸道細菌會增加一種激素的水平,而這種激素會直接激活大腦中有助於反社會活動的部分。
也許微生物學研究領域中最陌生的領域之一是研究腸道細菌和社會行為之間的聯繫。有證據表明,腸道微生物多樣性跟抑鬱症、精神分裂症甚至自閉症之間存在關聯。牛津大學最近的一項引人注目的研究發現了微生物群和性格特徵之間的關係。
許多最近的微生物組發現都源於動物研究。這些臨床前研究當然不總是將他們的發現轉化為人類,但它們確實提供了令人信服的線索並未研究人員指導研究方向。
在研究社會行為和微生物組之間的關係方面,當老鼠在沒有任何腸道細菌的情況下繁殖時它們會表現出更多的反社會行為。這些所謂的“無菌”老鼠表現出高水平的應激激素–皮質酮。在人類中,這種激素叫做皮質醇。
因此,這項新研究開始研究反社會行為、皮質酮和腸道細菌之間的奇怪關係。在首次確認皮質酮水平升高和微生物多樣性降低之間的聯繫後,研究人員仔細觀察了動物大腦的哪些部分被應激激素激活。
“體內有很多神經元會對皮質酮–稱為糖皮質激素受體陽性神經元–做出反應,並且我們想知道在無菌小鼠中,哪些細胞群和大腦區域負責改變社會行, ”這項研究的研究人員之一Sarkis Mazmanian說道。
在下丘腦室旁核的一組神經元尤為突出。因此,研究人員隨後阻止皮質酮激活無菌小鼠的這些特定神經元。令人難以置信的是,儘管這些老鼠沒有任何腸道細菌且它們的皮質酮水平仍很高,但它們很快就恢復了正常的社會行為。
而接下來則是研究缺乏腸道細菌是如何增加皮質酮水平的。研究人員系統地鎖定了一種似乎直接影響應激激素水平的特定細菌。在給無菌小鼠餵食糞腸球菌後,它們的皮質酮水平下降、社交行為得到了改善。這證實了腸道細菌影響小鼠社會行為的途徑。
Mazmanian解釋稱:“介導微生物組對行為的影響的潛在神經元迴路以前沒有被發現。這項工作加強了人們對腸道與大腦之間聯繫的深刻影響的認識。”
目前還不清楚這種特殊的細菌是如何直接降低皮質酮水平的。研究人員假設其他細菌物種也可能發揮類似的作用,進一步的研究肯定會了解其中的機制。但就目前而言,這項研究提供了一個令人信服的見解,了解了響應腸道細菌信號並影響隨後行為的特定神經元通路。
在假設這種共生關係為什麼會進化的過程中,研究人員推測了幾種可能性。有一種觀點認為,某些微生物的進化是為了促使宿主產生更大的社會行為從而更好地在特定種群中傳播。
“我們很容易推測,共生細菌已經進化出了一些特性,這些特性促進動物在壓力下的社會行為、在群體中傳播微生物、在動物中創造社會群體以保護微生物群落和/或影響動物交配,進而擴大宿主-微生物群跨代共生,”研究人員在新研究文章中寫道。