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首页  »  生物探索  »  肠道微生物失衡为何会引发焦虑抑郁?答案在大脑中的microRNAs

摘要: 肠道菌群,又被誉为人类的“第二基因组”,近年来频频进入大众视野,似乎许多疾病都和它们脱不了干系。这些高度多样



肠道菌群,又被誉为人类的“第二基因组”,近年来频频进入大众视野,似乎许多疾病都和它们脱不了干系。这些高度多样化、数量惊人的菌群定居于身体中,参与许多重要的生理功能,如食物的消化和新陈代谢,免疫反应和炎症等。同时,肠道菌群还可以与大脑相互作用,影响一些精神疾病比如焦虑、抑郁、自闭、精神分裂及神经退行性疾病的发生及发展。近日,发表在Microbiome杂志上的一项新研究揭示了肠道细菌是如何影响焦虑行为的。爱尔兰考克大学APC微生物研究所的研究人员观察了肠道微生物和大脑中microRNAs之间的联系。研究发现,在没有微生物的小鼠大脑中,microRNAs数量发生了显著变化。这些在无菌环境中长大的小鼠表现出异常焦虑,社交能力和认知缺陷,以及增加抑郁样的行为。


1大脑microRNAs是一个治疗神经精神疾病的潜在靶点


Gerard Clarke博士说:“肠道微生物似乎会影响杏仁核和前额皮质的microRNAs。这十分重要,因为这些microRNAs可能会影响对中枢神经系统和一些脑区(如杏仁核和前额皮质)功能至关重要的生理过程,这些脑区与焦虑和抑郁有很大关联。


microRNAs是一类短核苷酸序列,它可以控制基因表达的方式。microRNAs失调或功能障碍被认为是导致与压力相关的精神疾病、神经退行性疾病和神经发育异常的潜在因素。此前有研究发现,大脑中microRNAs的变化与焦虑行为有关。


Clarke博士说:“调节大脑中的microRNAs以治疗精神疾病是可能的,但这一领域的研究面临一些挑战,比如:需要找到安全、稳定、能够穿过血脑屏障化合物,然后作用于大脑中的特定位置。我们的研究表明,在开发microRNAs疗法途中面临的一些障碍可以通过作用于肠道菌群来扫除。


2无菌小鼠大脑microRNAs发生改变


研究人员发现,与正常小鼠相比,没有肠道细菌(GF-小鼠)的小鼠杏仁核中有103种microRNAs的水平发生变化,前额皮层中有31种microRNAs的水平发生变化。在生命的后期增加肠道微生物群,能够使大脑中的一些microRNAs水平恢复正常。


研究结果表明,健康的微生物组对于这些脑区内的microRNAs的适当调控是必要的。之前的研究表明,对肠道菌群的操作会影响焦虑的行为,但该研究首次揭示了肠道微生物组与杏仁核和前额叶皮层的microRNAs有关。


研究人员使用下一代基因测序(NGS)来鉴定动物杏仁核和前额皮质的microRNAs。这些实验动物包具有正常肠道微生物群的对照组小鼠,无菌老鼠,之前无菌后来正常化的小鼠以及微生物群被抗生素消灭的成年大鼠。


他们发现,用抗生素消灭成年大鼠微生物群对大脑中的一些microRNAs产生的影响类似于GF小鼠。这表明,即使在早期生活中存在健康的微生物群,成年后发生的变化也会影响大脑中与焦虑样行为有关的microRNAs。


作者指出,肠道菌群能够影响大脑中microRNAs的确切机制目前还不清楚。尽管研究表明微生物群对microRNAs的影响存在于多个物种(小鼠和大鼠)中,但该结果应用到临床之前还需要进一步研究肠道细菌、microRNAs和焦虑样行为之间可能存在的联系。


Clarke博士说:“这是一项早期研究,但有通过靶向肠道微生物来调节特定脑区的miRNA并用于精神疾病治疗是一个有吸引力的前景。”

End

参考资料:1)Research sheds new light on the link between gut bacteria and anxiety

2)Microbial regulation of microRNA expression in the amygdala and prefrontal cortex


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