康奈尔大学研讨人员发现无菌或减菌条件下小鼠学习才能缺点或由于其大脑小胶质细胞基因表达形式改动,而为重生无菌小鼠弥补肠道菌,能够反转无菌小鼠的学习妨碍!这将为更多地了解肠道怎么影响各种疾病供给有用信息。
Weill Cornell医学院和康奈尔大学伊萨卡分校的科学家初次描绘了一个担任肠道微生物和脑细胞之间通讯的新的细胞分子进程。
在曩昔的二十年里,科学家们观察到自体免疫性疾病和多种精力疾病之间有着显着的联络。例如,患有自体免疫紊乱的人,——如炎症性肠病(IBD)、银屑病和多发性硬化症,也相同或许会呈现肠道微生物群耗竭,并阅历焦虑、郁闷和心情妨碍。自体免疫性疾病和精力疾病的遗传风险好像也密切相关。但肠道健康终究怎么影响大脑健康,现在还不清楚。
“咱们的研讨为肠道和大脑在分子水平上的沟通机制供给了新的视角,”Jill Roberts炎症性肠病研讨所所长、Friedman养分和炎症中心主任,威尔康奈尔医学院的免疫学教授及本文联合资深作者David Artis博士说,“现在还没有人了解IBD和其他缓慢胃肠道疾病是怎么影响行为和心理健康的。咱们的研讨是了解整个状况的新方法的开端。”
在10月23日宣布在《天然》杂志上的这项研讨中,研讨人员使用小鼠模型来了解肠道微生物群耗竭时脑细胞发作的改动。榜首作者Coco Chu博士是Jill Roberts炎症性肠病研讨所的博士后助理,他领导了一个多学科研讨团队,包含来自威尔康奈尔医学院、康奈尔大学伊萨卡分校、Boyce Thompson研讨所、麻省理工大学与哈佛大学博德研讨所、Northwell Health等多个部分,在行为学、先进的基因测序技能和细胞内小分子剖析方面具有丰厚的专业相关常识。
承受抗生素处理以削减其微生物数量的小鼠,或培养的无菌小鼠,显示出学习风险免除的才能明显下降。为了了解这一成果的分子根底,科学家对大脑中的免疫细胞——小胶质细胞中的RNA进行的测序发现,这些细胞中基因表达的改动,在重塑学习过程中的大脑细胞衔接方法上发挥某种效果。在健康小鼠的小胶质细胞中未发现这些改动。
在Feil宗族大脑与认识研讨所任职,并在Weill Cornell Medicine担任精力病学副教授的Conor Liston博士说:“小胶质细胞中基因表达的改动或许会损坏突触的修剪,脑细胞之间的衔接,搅扰了经过学习本该正常构成新的衔接。”研讨小组还研讨了无菌小鼠大脑中的化学改动,发现与精力分裂症和自闭症等人类神经精力疾病相关的几种代谢物的浓度都发作了改动。
Boyce Thompson研讨生和康奈尔伊萨卡大学(Cornell Ithaca)化学和化学生物学系教授Frank Schroeder博士说:“大脑化学本质上决议了咱们对环境的感触和反响,有渐渐的变多依据标明,来自肠道微生物的化学物质起着及其重要的效果。”
接下来,研讨人员测验在小鼠出世后的不同时期康复其肠道微生物群,以改变小鼠的学习问题。”Liston博士说:“咱们很惊奇,咱们咱们能够抢救无菌小鼠的学习缺点,但条件是咱们在出世后当即进行干涉,这标明肠道微生物群信号在生命前期是必需的。”这是一个风趣的发现,由于许多与自体免疫疾病相关的精力疾病都与前期大脑发育过程中的问题有关。”
Artis博士说:“肠-脑轴影响着每一个人,每一天的生命。咱们开端更多地了解肠道怎么影响各种疾病,如自闭症、帕金森氏症、伤口后应激妨碍和郁闷症。咱们的研讨为了解这些机制是怎么运作的供给了新的思路。”
Liston博士还说:“咱们还不知道,但在未来的道路上,有或许找到有潜力用作人类的医治手法的方针,这是咱们往后需求研讨的。”