大腦 - 最崇高和神秘的器官，通過(guò)一個(gè)很大程度上不透氣的屏障與身體的其他部分隔離開(kāi)來(lái) - 似乎與腸道無(wú)法脫離。然而，根據(jù)今天(11月19日)在科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志上發(fā)表的一篇論文，這要?dú)w功于腸道內(nèi)容 - 特別是常駐細(xì)菌 - 小鼠大腦的不透性屏障在出生前后都能正常發(fā)育。

“認(rèn)為腸道細(xì)菌可以控制血腦屏障的滲透性是絕對(duì)令人著迷的，”加州理工學(xué)院微生物學(xué)家Sarkis Mazmanian說(shuō)，他沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。“許多神經(jīng)科學(xué)家堅(jiān)信，血腦屏障對(duì)于許多分子而言是一種難以置信的不透性膜。。。難以相信腸道細(xì)菌會(huì)控制我們神經(jīng)生物學(xué)中不可或缺的一部分。“

血腦屏障(BBB)可以保護(hù)器官免受血源性感染，毒素等的侵害，這是通過(guò)稱為血管內(nèi)皮細(xì)胞之間緊密連接的牢固連接而形成的。如此有效的是大多數(shù)蛋白質(zhì)和分子無(wú)法通過(guò)的障礙; 通常需要通過(guò)特定受體選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)的那些。

類似的屏障由上皮細(xì)胞和緊密連接組成 - 排列腸道并阻止腸道中存在的數(shù)萬(wàn)億微生物逃逸到體內(nèi)。眾所周知，腸道細(xì)菌本身可以控制腸道屏障的完整性，瑞典卡羅林斯卡研究所的Sven Pettersson領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

他還說(shuō)，“腸道微生物可以調(diào)節(jié)腦功能和發(fā)育。”Pettersson及其同事因此想知道腸道微生物對(duì)大腦的影響是否部分可以通過(guò)控制BBB來(lái)表現(xiàn)。

該團(tuán)隊(duì)比較了無(wú)菌胎兒小鼠和正常微生物組小鼠BBB的發(fā)育情況。正如預(yù)期的那樣，具有正常微生物組的小鼠表現(xiàn)出BBB向胎兒發(fā)育晚期的正常閉合 - 在早期胎兒中可以容易地進(jìn)入大腦的可追蹤抗體在以后被限制為血管。然而，在母親無(wú)菌的胎兒中，即使在妊娠晚期，抗體仍繼續(xù)進(jìn)入腦組織。

這種增加的屏障通透性與緊密連接蛋白的低表達(dá)和解體相關(guān)，并且通過(guò)其他方法顯示持續(xù)進(jìn)入成年生活。也就是說(shuō)，無(wú)生殖母親所生的幼崽在整個(gè)生命過(guò)程中都是無(wú)菌的，其成年后的BBB就會(huì)漏掉。

“這里有趣的是它由[母親的微生物控制]控制，” 愛(ài)爾蘭科克大學(xué)解剖學(xué)和神經(jīng)科學(xué)系主任John Cryan說(shuō)。“我們?cè)诤艽蟪潭壬险J(rèn)為微生物組具有產(chǎn)后效應(yīng)的影響，但在這里他們清楚地表明，即使在動(dòng)物暴露于微生物之前，母親無(wú)菌的事實(shí)已經(jīng)影響了它們的發(fā)育，”他說(shuō)。

研究小組表示，在成年小鼠中，將具有正常微生物群的動(dòng)物的糞便物質(zhì)移植到無(wú)菌動(dòng)物體內(nèi)，不僅可以糾正BBB緊密連接蛋白的表達(dá)，還可以降低屏障通透性。通過(guò)給予無(wú)菌小鼠細(xì)菌來(lái)源的短鏈脂肪酸獲得類似的效果，表明代謝物的產(chǎn)生可能是細(xì)菌控制屏障完整性的機(jī)制的一部分。

Cryan表示，雖然確切的機(jī)制仍有待確定，但“我們知道微生物群對(duì)發(fā)育中的大腦至關(guān)重要，現(xiàn)在我們知道它對(duì)血腦屏障也至關(guān)重要。”

“因此，”他補(bǔ)充說(shuō)，“任何威脅微生物穩(wěn)態(tài)的物質(zhì)都可能威脅到血腦屏障的完整性。”

事實(shí)上，“母親在懷孕期間發(fā)生的任何可能對(duì)其腸道細(xì)菌產(chǎn)生負(fù)面影響的事情都可能對(duì)胎兒大腦的發(fā)育產(chǎn)生不利影響，” 安大略省麥克馬斯特大學(xué)Farncombe家庭消化系統(tǒng)健康研究所主任斯蒂芬柯林斯推測(cè)說(shuō)。 。“例如，從理論上說(shuō)，懷孕期間的抗生素使用 - 如果這些結(jié)果可以推斷給人類 - 實(shí)際上可能會(huì)對(duì)大腦發(fā)育產(chǎn)生一些影響。”

而這還不是全部。“血腦屏障的發(fā)育和最終關(guān)閉在出生時(shí)尚未完全完成，”柯林斯補(bǔ)充道，并解釋說(shuō)這一過(guò)程在出生后的早期階段仍在繼續(xù)。“所以，再次，任何干擾腸道細(xì)菌的事情。。。孩子出生后“ - 如使用抗生素或通過(guò)剖宮產(chǎn)分娩，這被認(rèn)為可以防止后代從母親的產(chǎn)道接受一定劑量的微生物 - ”也可能阻止該障礙的正確關(guān)閉，因此也適當(dāng)大腦的發(fā)展，“他說(shuō)。

然而，柯林斯指出，“到目前為止，這仍是一個(gè)重要的觀察指標(biāo)，已經(jīng)在鼠標(biāo)系統(tǒng)中得到證實(shí)并且尚未被證明是人類的情況。”此外，“懷孕期間和出生時(shí)都有這種情況需要抗生素才能挽救母親或胎兒的生命，“他補(bǔ)充說(shuō)。