一組美國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)了一種由腸道微生物組(包括人類(lèi))中的細(xì)菌產(chǎn)生的分子,該分子可以進(jìn)入大腦,導(dǎo)致神經(jīng)元和其他腦細(xì)胞死亡。隨著年齡的增長(zhǎng),這種影響尤其明顯,當(dāng)這些細(xì)菌的數(shù)量顯著增加時(shí),這會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)和記憶等認(rèn)知功能的下降。
小膠質(zhì)細(xì)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(xì)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(xiàng)新研究的作者對(duì)此深信不疑。他們研究了棲于小鼠腸道(但也存在于人類(lèi)中)的細(xì)菌家族瘤胃球菌,它們分泌的小分子是異戊胺 (IAA)??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),老鼠年齡越大,腸道微生物組中的這些細(xì)菌就越多,因此,IAA 的含量也會(huì)增加。
當(dāng)發(fā)現(xiàn) IAA 分子能夠穿過(guò)血腦屏障時(shí),研究人員更加感興趣,血腦屏障是一種防御系統(tǒng),通??梢苑乐谷魏尾恍枰姆肿雍臀⑸飶难褐羞M(jìn)入大腦。接下來(lái),科學(xué)家們確定了 IAA 分子在大腦中的作用。
異戊胺(IAA)分子對(duì)腦小膠質(zhì)細(xì)胞的作用原理及作用簡(jiǎn)述
事實(shí)證明,它會(huì)影響小膠質(zhì)細(xì)胞——中樞神經(jīng)系統(tǒng)的輔助細(xì)胞,參與神經(jīng)細(xì)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(xì)胞。IAA 激活一種特殊的基因 S100A8,它導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度激活(如在炎癥過(guò)程中),這可能導(dǎo)致神經(jīng)元和其他腦細(xì)胞因自身免疫過(guò)程而死亡(小膠質(zhì)細(xì)胞甚至?xí)敉暾徒】档募?xì)胞)。
為了找出 IAA 進(jìn)入大腦的后果,這項(xiàng)工作的作者通過(guò)口服(通過(guò)嘴)給年輕的健康小鼠服用了一種含有 IAA 的制劑并觀(guān)察了反應(yīng)。多項(xiàng)行為和認(rèn)知測(cè)試的結(jié)果表明,暴露于 IAA 會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知功能喪失:嚙齒動(dòng)物開(kāi)始學(xué)習(xí)在迷宮中導(dǎo)航并且識(shí)別物體變得更糟。當(dāng)科學(xué)家們阻止 IAA 對(duì)老年小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞的作用時(shí),觀(guān)察到了相反的效果,從而改善了記憶和空間學(xué)習(xí)。
因此,研究人員能夠以小鼠為例,確定腸道細(xì)菌產(chǎn)生的分子對(duì)腦細(xì)胞和認(rèn)知功能的存在和作用機(jī)制。然而,科學(xué)家們承認(rèn),需要更多的研究來(lái)確定這些發(fā)現(xiàn)是否適用于人類(lèi),以及阻斷 IAA 的作用是否可以防止隨著人們年齡的增長(zhǎng)或某些神經(jīng)退行性疾病的認(rèn)知能力下降。