Cell重大成果:益生菌有望治疗自闭症

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年6月20日 来源:生物通

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  自闭症又称孤独症,是一种发育障碍类疾病,可导致严重的社交行为变化,主要表现为社交障碍、沟通困难、重复和刻板行为以及言语发育迟缓。Baylor医学院的研究人员六月十六日在Cell杂志上发表文章指出,缺乏一种肠道菌会使小鼠出现与自闭症谱系障碍(ASD)类似的社交障碍。给缺陷小鼠肠道补充这种肠道菌,可以逆转它们的一些行为缺陷。

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生物通报道:人类消化道中居住着大量的微生物,它们被统称为肠道微生物组。肠道微生物组在人类代谢食物、抵御感染和应答药物等过程中起到了重要的作用。许多人类疾病都与微生物组失衡有关。

Baylor医学院的研究人员六月十六日在Cell杂志上发表文章指出,缺乏一种肠道菌会使小鼠出现与自闭症谱系障碍(ASD)类似的社交障碍。给缺陷小鼠肠道补充这种肠道菌,可以逆转它们的一些行为缺陷。

自闭症又称孤独症,是一种发育障碍类疾病,可导致严重的社交行为变化,主要表现为社交障碍、沟通困难、重复和刻板行为以及言语发育迟缓。患者通常起病于3岁之前,生活基本不能自理,可能需要持续一生的治疗。到目前为止,人们还没有找到可以治愈自闭症的药物。“其他研究团队尝试通过药物或者大脑电刺激来逆转与神经发育疾病有关的行为。我们似乎找到了一条新的途径,”Baylor医学院的神经学家Mauro Costa-Mattioli表示。

人类流行病研究显示,母亲在怀孕期间过于肥胖会增加孩子患神经发育疾病(包括ASD)的风险。此外,ASD患者也经常出现肠胃问题。考虑到饮食能够改变肠道微生物组,而肠道菌能够影响大脑,Costa-Mattioli及其同事决定探索肠道菌与ASD之间的关联。

研究人员给六十多只雌性小鼠提供高脂饮食(相当于每天多次食用快餐),等待它们怀上下一代。他们让新生小鼠与母亲呆三周,然后使它们断奶,为它们提供正常饮食。这些小鼠在一个月之后出现了行为缺陷,比如社交活动减少等等。

研究人员通过16S rRNA测序发现,母亲的高脂饮食对后代小鼠的微生物组有显著影响。那么,微生物组差异是不是这些小鼠出现社交障碍的原因呢?研究人员将三周大的社交障碍小鼠与正常小鼠养在一起。由于小鼠会食用彼此的排泄物,社交障碍小鼠能够在这样的环境下获得正常小鼠的肠道菌。研究显示,社交障碍小鼠的肠道微生物组在四周内完全恢复,同时行为缺陷也得到了很大改善。这说明,有些肠道菌对于正常社交行为是很重要的。研究人员还将社交障碍小鼠的粪便移植给无菌小鼠,证实微生物组失衡是小鼠出现社交障碍的原因。

为了确定影响小鼠社交行为的肠道菌,研究人员进行了全基因组鸟枪测序。他们发现,高脂饮食雌性小鼠产下的社交缺陷后代中,微生物组的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)减少了九倍多。

研究人员培养了来自人类母乳的罗伊氏乳杆菌,并把它添加到社交缺陷小鼠的饮用水中。研究表明,这一种菌就能够拯救小鼠的社交行为,不过这种菌无法解决小鼠的焦虑问题。研究人员还发现,罗伊氏乳杆菌能够促进催产素的生成,这种激素在社交行为中起到了关键作用,而且与人类自闭症有关。

研究人员认为,社交障碍小鼠的奖赏回路可能存在功能失调。“在应答社交互动的时候,这些小鼠大脑的关键奖赏区域缺乏突触增强。补充罗伊氏乳杆菌可以恢复奖赏回路中的突触功能,”Costa-Mattiol表示。这项研究表明,益生菌干预有望成为治疗神经发育疾病的新途径。

微生物组研究近年来特别热,科学家们纷纷尝试通过微生物组治疗人类疾病。前不久Weill Cornell医学院的研究人员发现,特定肠道菌能利用免疫系统减轻中风的严重性。中风是世界上第二大致死疾病,每年都有数百万人因为中风而死亡,还有更多的人因为中风永久性残疾。这种毁灭性的疾病常常毫无征兆地发生,令患者突然丧失独立生活的能力。(更多详细信息参见:Nature医学惊人发现:肠道菌能缓解中风?

随后德国研究团队发现,用抗生素杀死肠道菌会影响大脑海马体的神经发生。这项发表在Cell Reports杂志上的研究将大脑、免疫系统与肠道关联起来,还揭示了负责通讯的特殊白细胞。研究人员指出,长时间抗生素治疗可能会影响大脑功能。益生菌和锻炼能够恢复大脑的可塑性,应当被视为一种治疗方案。(更多详细信息参见:Cell子刊:肠道菌会影响你的大脑

科学家们还发现,对微生物组用药可以治疗心脏病。Cell杂志发表的这项研究显示,地中海式饮食通过改变肠道菌的活性来发挥健康效应。膳食补充一种在红酒和橄榄油中含量丰富的天然化合物,可以防止小鼠肠道菌将不健康食品转化为堵塞动脉的代谢副产品。研究人员在此基础上开发了首个干涉肠道菌代谢活性的药物,这种药物有望治疗人类的心脏病。(更多详细信息参见:Cell重磅成果:从微生物组治疗心血管疾病

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:Microbial reconstitution reverses maternal diet-induced social and synaptic deficits in offspring. Cell

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