Science子刊封面文章：母亲的微生物组能影响子女大脑

　　

生物通报道：大脑是最高级也最神秘的器官，它被血脑屏障封锁起来，与机体其他部分隔离。大脑和肠道看起来似乎并没有什么联系。然而本期Science Translational Medicine杂志发表的一项研究显示，肠道菌决定着小鼠血脑屏障的正确发育，不论是在出生前还是出生后。

血脑屏障（BBB）是血管壁内皮细胞紧密连接形成的。这道屏障非常有效，绝大多数蛋白和分子都不能通过，跨越血脑屏障一般需要特异性受体进行转运。

肠道也存在类似的屏障，肠道壁内皮细胞的紧密连接能阻止肠道菌进入机体内部。这道屏障的完整性由肠道菌自己控制，这项研究的领导者，Karolinska研究所的Sven Pettersson说。

已知肠道菌能够调节大脑的功能和发育，Pettersson等人想知道的是，肠道菌对大脑的影响是不是通过控制血脑屏障实现的。

研究人员将胎鼠分为无菌和正常两组，比较了它们血脑屏障的发育。正常组胎鼠的血脑屏障在胎儿发育后期正常闭合。但无菌组胎鼠（母鼠无菌）的血脑屏障无法正确闭合，检测抗体在孕晚期依然可以进入大脑组织。

研究显示，血脑屏障的通透性增大与紧密连接蛋白的低表达有关，这种情况会一直持续到小鼠成年。换句话说，如果无菌母鼠的后代一直保持无菌，那么它们成年时血脑屏障的通透性更大。

“有趣的是，血脑屏障受到了母体微生物组的控制，”爱尔兰科克大学（University College Cork）的John Cryan评论道。“我们一般认为微生物组的影响是出生后才开始的，但这项研究表明，母体的微生物组在出生前就已经影响了胎儿的发育。”

研究人员将正常小鼠的粪便移植给成年后的无菌小鼠，使血脑屏障的紧密连接蛋白恢复了正常表达，降低了血脑屏障的通透性。研究显示，给无菌小鼠提供源自细菌的短链脂肪酸也可以起到类似的效果。这说明，细菌对血脑屏障完整性的控制与其代谢产物有关。

“现在我们知道，任何威胁菌群内稳态的东西，都可能干扰血脑屏障的完整性，”Cryan说。（延伸阅读：Cell惊人发现：可遗传的微生物组）

如果这项研究的结果能够延伸到人类，那么孕妇肠道菌受到的负面影响，就可能损害胎儿的大脑发育。举例来说，孕期使用抗生素可能存在一定的问题。另外，婴儿出生后的头几天，血脑屏障的发育和闭合仍在持续，这个时期的抗生素使用也可能影响大脑。

此前有研究指出，剖腹产可能使婴儿无法接收母体的部分细菌。因此，剖腹产也有可能影响血脑屏障的正常闭合，不利于婴儿的大脑发育。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

V. Braniste et al., “The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice,” Science Translational Medicine, 6:263ra158, 2014.