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肠道菌群,人类已经阻止不了它们了!

如果有人告诉你“肠道活动的变化可能会影响人类的情绪”,也许你会觉得这简直是天方夜谭,除非这种变化引起的是腹泻和便秘——它们倒是能够引起人们不愉快情绪。不过,尽管目前还没有直接的证据证明肠子和脑子之间真的存在这样联系,但近日《Cell》杂志上一项关于肠道的研究,却似乎让这个假设变得不那么遥远了。


在微生物学的研究中,肠道系统是最为有趣的话题之一。在人们消化道密密麻麻的绒毛和皱褶中,生存着无数微小的“住户”:细菌,真菌,乃至寄生虫。不同的微生物群体在广阔的空间中划分地盘,建立了自己的社群,通常情况下彼此和谐地生活着。它们中的大部分依赖肠道中的食物残渣为生,而在它们“吃饭”的过程中,这些小家伙们又同时帮助我们消化和吸收食物中的营养。


不过,如果仅仅认为这些微生物只在消化过程中扮演了一些角色,未免有些低估它们的作用。事实上,它们可能在许多与肠道有关的生理活动中都扮演着举足轻重的角色——比如,5-羟色胺(5-HT)的合成。

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新研究发现,肠道内分泌细胞(右)与产孢类细菌(左)之间的宿主-微生物互动过程,对于5-羟色胺的生物合成至关重要。图片来源:E. Hsiao/Caltech


虽然以作为脑部重要的神经递质为人所熟知,但人体内绝大部分(约90%)的5-羟色胺都诞生在消化道里。肠道中的肠嗜铬细胞(Enterochromaffin cell)储存着这些分子,用来调控肠道运动。不过,生产多少5-羟色胺,可不全是这些人类细胞说了算的。


最近,加州理工学院的生物学家伊莱恩·萧(Elaine Y. Hsiao)等人发现,肠道中某些微生物的存在,能够对5-羟色胺的合成过程产生深远影响。在以小鼠为模型进行的实验中,研究人员发现,肠道内“无菌”的小鼠,血液中5-羟色胺的含量要比正常小鼠低了大约60%(参考文献:Cell 2015 Apr 9;161(2):264-76)。


在随后的调查中,约20种产孢类细菌被研究者认定为主要的“嫌疑菌”。研究人员在健康小鼠和人类肠道内分离产孢细菌并将其注入上述“无菌”小鼠体内,发现5-羟色胺在肠道和血液中的浓度都出现了显著上升。这也证实了它们在5-羟色胺代谢中的作用。


为什么这些细菌会参与到5-羟色胺的合成当中?目前,科学家还没有得到确切的结论。但可以确定的是,这样的行为显然不是因为它们具有高尚的“菌格”——5-羟色胺的分泌一定有利于这些菌落的生存和繁殖。一个可能的解释是,5-羟色胺的分泌能够对免疫系统产生作用,并对肠道微生物群落的生态进行调节——所以这样看来,这些产孢类细菌也许并不是“嫌犯”,相反,它们还可能是在发现杂菌后及时与宿主沟通,报警抓贼的守法公民。


此外,实验中一些有趣的事实也让研究者看到了这项研究的潜在价值:产孢菌落的代谢过程中提高了肠道内维生素E(α-tocopherol)的浓度,而维生素E缺乏正是一部分抑郁症患者的表现之一。在一些临床预实验中,补充维生素E能够缓解患者的抑郁症状。这样的事实之间是否存在关联?肠道内那些肉眼不可见的小家伙们,是否正在用自己独特的方式,参与到人们的喜怒哀乐之中?也许在不久以后的未来,人们就能知道其间的秘密。


但现在,研究者只能谨慎地告诫,目前的研究结果还远未足以转化到临床应用。


毕竟,越来越多看似只与“我”有关的过程,背后都是“我们”相互作用的结果。

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我不是我,我是“我们”。图片来源:E. Hsiao/Caltech(来源:果壳网;作者:S.西尔维希耶;编辑:Calo)

(来源:互联网;整理:生物无忧)

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