一組美國研究人員發(fā)現(xiàn)了一種由腸道微生物組(包括人類)中的細菌產(chǎn)生的分子,,該分子可以進入大腦,,導致神經(jīng)元和其他腦細胞死亡。隨著年齡的增長,,這種影響尤其明顯,,當這些細菌的數(shù)量顯著增加時,這會導致學習和記憶等認知功能的下降,。
小膠質(zhì)細胞顯微照片呈綠色,,神經(jīng)元體呈紅色
腸道微生物組是所有微生物的集合,這些微生物棲息在胃腸道中,,并與宿主生物在很大程度上互惠互利,。例如,,腸道細菌幫助我們消化和同化各種物質(zhì)(同一種纖維),在維生素 B 和 K 的合成中發(fā)揮重要作用,。宿主生物,。
發(fā)表在Cell Host & Microbe雜志上的一項新研究的作者對此深信不疑。他們研究了棲于小鼠腸道(但也存在于人類中)的細菌家族瘤胃球菌,,它們分泌的小分子是異戊胺 (IAA),。科學家們發(fā)現(xiàn),,老鼠年齡越大,,腸道微生物組中的這些細菌就越多,因此,,IAA 的含量也會增加,。
當發(fā)現(xiàn) IAA 分子能夠穿過血腦屏障時,研究人員更加感興趣,,血腦屏障是一種防御系統(tǒng),,通常可以防止任何不需要的分子和微生物從血液中進入大腦,。接下來,,科學家們確定了 IAA 分子在大腦中的作用。
異戊胺(IAA)分子對腦小膠質(zhì)細胞的作用原理及作用簡述
事實證明,,它會影響小膠質(zhì)細胞——中樞神經(jīng)系統(tǒng)的輔助細胞,,參與神經(jīng)細胞之間接觸的形成和維持,以及各種“垃圾”的破壞,,例如受損的神經(jīng)元或其他腦細胞,。IAA 激活一種特殊的基因 S100A8,它導致小膠質(zhì)細胞過度激活(如在炎癥過程中),,這可能導致神經(jīng)元和其他腦細胞因自身免疫過程而死亡(小膠質(zhì)細胞甚至會攻擊完整和健康的細胞),。
為了找出 IAA 進入大腦的后果,這項工作的作者通過口服(通過嘴)給年輕的健康小鼠服用了一種含有 IAA 的制劑并觀察了反應,。多項行為和認知測試的結(jié)果表明,,暴露于 IAA 會導致認知功能喪失:嚙齒動物開始學習在迷宮中導航并且識別物體變得更糟。當科學家們阻止 IAA 對老年小鼠小膠質(zhì)細胞的作用時,,觀察到了相反的效果,,從而改善了記憶和空間學習。
因此,,研究人員能夠以小鼠為例,,確定腸道細菌產(chǎn)生的分子對腦細胞和認知功能的存在和作用機制。然而,,科學家們承認,,需要更多的研究來確定這些發(fā)現(xiàn)是否適用于人類,以及阻斷 IAA 的作用是否可以防止隨著人們年齡的增長或某些神經(jīng)退行性疾病的認知能力下降,。