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可與大腦直接對話！Science論文稱腸道細(xì)菌能調(diào)節(jié)食物攝入和體溫
2022年04月21日 14:20:52
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：5120
來自法國巴斯德研究所、法國國家健康與醫(yī)學(xué)研究院(INSERM)和法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的聯(lián)合科學(xué)家團隊研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群不僅參與人體代謝，更會通過“腸-腦軸”雙向交流系統(tǒng)與大腦之間發(fā)生直接對話，神經(jīng)元可以直接感知細(xì)菌，并相應(yīng)地調(diào)整食欲和體溫控制。
【化工儀器網(wǎng) 時事熱點】腸道菌群，顧名思義就是腸道內(nèi)的各種細(xì)菌，也可以稱之為腸道微生物組群。人體腸道為微生物提供了良好的棲息環(huán)境，大約寄生著10萬億個細(xì)菌，不同的菌種可以合成不同的人體生長發(fā)育必須的維生素，還可以和蛋白質(zhì)殘渣合成氨基酸，參與糖類和蛋白質(zhì)的代謝，同時還能促進礦物元素的吸收。
隨著宏基因組學(xué)、宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，腸道微生物的生理功能逐漸在基因?qū)用娴玫搅税l(fā)掘和證實。腸道微生物基因組中富含參與碳水化合物、氨基酸、甲烷、維生素和短鏈脂肪酸代謝的基因，其中很大一部分是人體自身所不具備的。作為人體最龐大、最復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，腸道微生物本身及其代謝產(chǎn)物不僅能調(diào)節(jié)人體健康，更在膳食和宿主之間起到了重要的橋梁作用。
來自法國巴斯德研究所、法國國家健康與醫(yī)學(xué)研究院(INSERM)和法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的聯(lián)合科學(xué)家團隊研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群不僅參與人體代謝，更會通過“腸-腦軸”雙向交流系統(tǒng)與大腦之間發(fā)生直接對話，神經(jīng)元可以直接感知細(xì)菌，并相應(yīng)地調(diào)整食欲和體溫控制。
胃腸道有一個獨立于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的，連接胃腸道和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要神經(jīng)干，將腸道功能與大腦的情感和認(rèn)知中心聯(lián)系起來。這種腦腸之間的相互聯(lián)系，稱為“腸-腦軸”。此前的研究證實，“腸-腦軸”發(fā)生改變會導(dǎo)致應(yīng)激反應(yīng)和行為改變。但大腦神經(jīng)元是否可以直接感知細(xì)菌成分，以及細(xì)菌是否可以通過調(diào)節(jié)大腦神經(jīng)元來調(diào)節(jié)宿主生理過程還是未知的。
INSERM和CNRS研究團隊發(fā)現(xiàn)，動物模型中的下丘腦神經(jīng)元可以直接檢測細(xì)菌活動的變化，并相應(yīng)地調(diào)整食欲和體溫。這些發(fā)現(xiàn)表明，腸道微生物群和大腦之間存在直接對話。
通過使用腦成像技術(shù)，研究人員觀察到小鼠的NOD2(核苷酸寡聚結(jié)構(gòu)域)受體由大腦不同區(qū)域的神經(jīng)元表達(dá)，特別是在下丘腦區(qū)域。當(dāng)這些神經(jīng)元與腸道中的muropeptides接觸時電活動會受到抑制。細(xì)菌肽聚糖通過Nod2受體在介導(dǎo)腸腦溝通中起著重要作用。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，在抑制GABA能神經(jīng)元中缺乏NOD2表達(dá)的老年雌性小鼠比正常小鼠吃得更多，因此體重增加得更多。隨后，這些小鼠還表現(xiàn)出筑巢意愿降低，這是一種與保存熱量有關(guān)的行為特征，以及響應(yīng)晝夜節(jié)律、禁食和腎上腺素能刺激的溫度調(diào)節(jié)降低。
研究表明，細(xì)菌微生物群的結(jié)構(gòu)成分可以被下丘腦神經(jīng)元直接感知，以調(diào)節(jié)攝食行為、筑巢行為和體溫。以這種方式，腸道細(xì)菌可以被大腦用作食物攝入的間接測量，或者用作可歸因于食物攝入的細(xì)菌擴增或死亡的直接測量。在后一種情況下，細(xì)菌的擴張或死亡可能與腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的紊亂或發(fā)病風(fēng)險有關(guān)。或者，常駐細(xì)菌可以調(diào)節(jié)食物攝入量，以保護他們的腸道生態(tài)位。
相關(guān)論文Bacterial sensing via neuronal Nod2 regulates appetite and body temperature于近日發(fā)表在《Science》期刊。
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