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  • 肠菌操控你,基础不用过头脑?

    本文来自微信民众号:奇点网(ID:geekheal_com),作者:代丝雨,题图来自:视觉中国

    肠道微生物管得不少,尤其是“肠脑轴”的存在,往往有新研讨证据涌现,都令读者大叫,肠菌脑控实锤了。

    但是,肠菌之“神”还不仅仅在于可以经由过程大脑调控人体性能,只需它想,以至基础不必“过头脑”,也可以对身材发生足够大的影响。

    近期,《科学》杂志上的一项研讨发明,肠菌可以经由过程肠道的CART+固有神经元直接影响胰腺和肝脏功用,自力于中枢神经对血糖和进食行动举行调控[1]

    肠菌操控你,基础不用过头脑?插图

    图源 | pixabay

    我们晓得,肠道中也散布着雄厚的神经元,这些神经元被称为肠道相干神经元(EAN)。EAN包含很多差别品种的神经元,它们看管着肠道内的环境,并介入种种肠道功用[2]

    个中,有一部份神经元被零丁分类为固有EAN(iEAN),这部份神经元是不需要中枢神经调控的,可以自力完成对肠道活动和分泌等功用的调治[3]。本研讨中,研讨者们试图搞清楚的,恰是肠道微生物与iEAN之间的互动。

    研讨者们剖析了肠道中受肠菌影响的基因表达状况,效果发明了一个很风趣的征象——肠菌形成的影响,在差别的剖解部位差别是很大的。比如说,对照有菌小鼠和无菌小鼠,两者在十二指肠部份的转录谱险些一致,但在回肠和结肠中,前者则离别有750个和117个基因转录显著上调。

    进一步研讨发明,与有菌小鼠比拟,无菌小鼠回肠绒毛形状显著差别,iEAN神经元数目也更少。

    肠菌操控你,基础不用过头脑?插图1

    GF小鼠绒毛更钝、更纤薄,两者神经纤维结构也差别

    研讨者一下就想到,如许的差别应该是来自微生物。因为十二指肠中微生物的密度和多样性并不高,而回肠和结肠则是肠菌的重要“居住地”。

    研讨者们给有菌小鼠喂食了广谱抗生素,果真发明它们回肠和结肠中的iEAN数目显著削减,而十二指肠则影响不大。这类影响并非毕生的,在抗生素停用两周以后,小鼠神经元的数目就恢复到一般程度了。

    肠菌操控你,基础不用过头脑?插图2

    有菌小鼠食用抗生素以后iEAN显著削减

    研讨者也剖析了其他的滋扰要素,肯定神经元的削减并非因为抗生素的生物毒性或是其他缘由,的确实确是由微生物斲丧致使的。

    有意思的是,研讨者尝试了多种差别的抗生素,发明万古霉素、氨苄西林以及甲硝唑可以令iEAN削减,但新霉素和链霉素则无影响,这说明iEAN数目的保持多是与特定的菌种有关。

    经由一番观察,研讨者终究肯定,重要遭到微生物调控的iEAN神经元是一种CART+神经元亚群(真的好容易算作CAR-T哈哈),它们的丧失则是经由过程此前也肯定的一条半胱天冬酶11-NLRP6炎性体信号通路介导的。

    肠菌操控你,基础不用过头脑?插图3

    肠道中的CART+神经元

    末了就是肯定CART+神经元到底有什么作用了!

    这里研讨者们用了一个很风趣的要领,叫做DREADD。简朴来讲,就是把一种基因工程革新的特别病毒打针到肠道中,随后就可以经由过程特定的药物来完成对神经元刺激和抑止。

    经由过程这个要领,研讨者发明,刺激CART+神经元会致使小鼠胰岛素程度下落、血糖升高,小鼠的进食量变少。

    在对CART+神经元的追踪中,研讨者还注意到,CART+神经元可以与一些CART-脏器神经元发生直接作用,个中就包含胰腺和肝脏。

    胰岛交感神经可以经由过程肾上腺素能受体作用于α细胞和β细胞,离别刺激胰高血糖素开释和抑止胰岛素的分泌[4];而肝脏交感神经则可以经由过程激活肝细胞肾上腺素能受体驱动糖异生和糖原分解[5]

    研讨者应用伪狂犬病毒反向追踪,在肝脏和胰腺中打针荧光标记病毒,打针第4天时果真在回肠和结肠中观察到了荧光。

    肠菌操控你,基础不用过头脑?插图4

    第4天观察到的荧光

    看来肠菌的手远比我们设想中伸得更长呀!

    参考资料:

    [1] https://science.sciencemag.org/content/370/6514/314

    [2] E. A. Mayer, Gut feelings: The emerging biology of gut-brain communication. Nat.

    Rev. Neurosci. 12, 453–466 (2011). doi:10.1038/nrn3071 Medline

    [3] J. B. Furness, L. R. Rivera, H. J. Cho, D. M. Bravo, B. Callaghan, The gut as a sensory organ. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 10, 729–740 (2013).doi:10.1038/nrgastro.2013.180 Medline

    [4] J. A. Love, E. Yi, T. G. Smith, Autonomic pathways regulating pancreatic exocrine secretion. Auton. Neurosci. 133, 19–34 (2007).doi:10.1016/j.autneu.2006.10.001 Medline

    [5] K. Mizuno, Y. Ueno, Autonomic nervous system and the liver. Hepatol. Res. 47, 160–165 (2017). doi:10.1111/hepr.12760 Medline

    本文来自微信民众号:奇点网(ID:geekheal_com),作者:代丝雨

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