小鼠研究发现肠道细菌和神经发生之间的联系

《科学》杂志5月19日发表的一项小鼠研究报告称，足以杀死肠道细菌的抗生素也能阻止海马区(大脑中与记忆有关的部分)新脑细胞的生长细胞的报道．研究人员还发现了其中的一个线索——一种白细胞似乎在大脑、免疫系统和肠道之间起着沟通的作用。

“我们发现长期的抗生素治疗可能会影响大脑功能，”德国柏林马克斯-德尔布鲁克分子医学中心的资深作者苏珊娜·阿苏·沃尔夫说。“但益生菌和锻炼可以平衡大脑的可塑性，应该被视为一种真正的治疗选择。”

沃尔夫首先发现了免疫系统可以影响人体健康和生长的线索大脑细胞通过近10年前对T细胞的研究但是很少有研究发现大脑和免疫系统回到肠道。

在这项新研究中，研究人员给了一组老鼠足够的抗生素，使它们几乎没有肠道微生物。与未经治疗的老鼠相比，失去健康的老鼠肠道细菌在记忆测试中表现更差，并且在他们的海马体中显示出神经发生(新的脑细胞)的缺失，而海马体通常在一个人的一生中产生新的脑细胞。与此同时，小鼠经历了记忆和神经发生的丧失，研究小组检测到较低水平的白细胞(特别是单核细胞)在大脑、血液和骨髓中被Ly6Chi标记。因此，研究人员测试了是否确实是Ly6Chi单核细胞导致了神经发生和记忆的变化。

在另一项实验中，研究小组将未经治疗的小鼠与肠道细菌水平健康但Ly6Chi水平较低的小鼠进行了比较，这是由于遗传或针对Ly6Chi细胞的抗体治疗所致。在这两种情况下，Ly6Chi水平较低的小鼠表现出与另一种实验中失去肠道细菌的小鼠相同的记忆和神经发生缺陷。此外，如果研究人员用抗生素替换小鼠体内的Ly6Chi水平，那么小鼠的记忆和神经发生都会得到改善。

沃尔夫说:“对我们来说，发现这些Ly6Chi细胞从外周传播到大脑是令人印象深刻的，如果微生物群出现问题，Ly6Chi就会起到沟通细胞的作用。”

幸运的是，抗生素的副作用是可以逆转的。服用益生菌或服用抗生素后在轮子上运动的小鼠恢复了记忆和神经发生。“益生菌对Ly6Chi细胞、神经发生和认知的作用给我留下了深刻的印象，”她说。

但实验中的一个结果提出了更多关于肠道细菌和Ly6Chi与肠道细菌之间联系的问题大脑．虽然益生菌帮助小鼠恢复记忆，但粪便移植恢复健康的肠道细菌却没有效果。

“令人惊讶的是，正常的粪便移植恢复了广泛的肠道细菌，但没有恢复神经发生，”沃尔夫说。“这可能是对抗生素直接影响的暗示。神经发生不用绕道穿过肠道。为了解释这个问题，我们可以用无菌处理老鼠没有肠道菌群抗生素看看有什么不同。”

在未来，研究人员还希望看到更多的临床试验，研究益生菌治疗是否会改善神经退行性疾病和精神疾病患者的症状。沃尔夫说:“我们可以在益生菌治疗前后测量情绪、精神症状、微生物组组成和免疫细胞功能的结果。”