研究小組研究了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院“最想要的”細(xì)菌之一與心理健康之間的緊密聯(lián)系。研究人員已經(jīng)建立了抑郁癥與人體腸道中發(fā)現(xiàn)的一組產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)的細(xì)菌之間的相關(guān)性。來(lái)自美國(guó)能源部(DOE)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，東北大學(xué)和其他地方的研究小組首先分離出KLE1738，這種細(xì)菌對(duì)一種名為γ-氨基丁酸(GABA)的大腦化學(xué)物具有驚人的依賴性。

“微生物GABA代謝與精神健康的關(guān)聯(lián)非常引人注目，” Argonne 微生物生態(tài)學(xué)組組長(zhǎng)杰克吉爾伯特說(shuō)，他還在加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校兒科學(xué)系和斯克里普斯學(xué)院任教。海洋學(xué)。“微生物組生產(chǎn)和/或消費(fèi)GABA的一般能力以前沒(méi)有廣泛描述，依賴GABA的細(xì)菌從未報(bào)道過(guò)。”

Gilbert和18位共同作者于2018年12月10日在Nature Microbiology上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。“由于其獨(dú)特的增長(zhǎng)要求，沒(méi)有其他人報(bào)告過(guò)KLE1738的增長(zhǎng)，”該文章的主要作者，東北大學(xué)抗菌發(fā)現(xiàn)中心的博士后研究員Philip Strandwitz說(shuō)。Strandwitz和他的同事們 為KLE1738 提出了名為Evtepia的名稱 。他們將在未來(lái)的出版物中更全面地描述細(xì)菌。

KLE1738之前曾出現(xiàn)在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的“最想要的名單”中，這意味著它尚未培養(yǎng)，盡管它在人體腸道中相對(duì)普遍存在。在綜合微生物新一代測(cè)序數(shù)據(jù)庫(kù)中可獲得的近20%的人腸道微生物組中檢測(cè)到該細(xì)菌。

腸道微生物群，即在該棲息地中發(fā)現(xiàn)的整個(gè)微生物群，影響許多重要功能，包括免疫反應(yīng)和神經(jīng)系統(tǒng)。盡管如此，居住在人體腸道中的許多微生物仍未被培養(yǎng)，研究小組稱之為“在自然微生物學(xué)文章中理解其生物學(xué)作用的障礙” 。

更多這樣的微生物可能保持未培養(yǎng)，因?yàn)樗鼈冃枰谄涮烊画h(huán)境中由鄰近細(xì)菌提供的關(guān)鍵生長(zhǎng)因子，而不是在人工實(shí)驗(yàn)室條件下。在廣泛的篩選過(guò)程中，研究小組發(fā)現(xiàn)KLE1738需要存在脆弱擬桿菌( Bacteroides fragilis)，這是一種常見(jiàn)的人體腸道細(xì)菌。

進(jìn)一步的生物測(cè)試和純化導(dǎo)致分離作為脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis)產(chǎn)生的生長(zhǎng)因子的GABA 。事實(shí)上，GABA是支持KLE1738生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中唯一測(cè)試的營(yíng)養(yǎng)素。

在下一個(gè)研究階段，該團(tuán)隊(duì)探討了擬桿菌 與抑郁癥之間可能存在的聯(lián)系 。從患有臨床診斷的抑郁癥的23名受試者收集糞便樣品和腦活動(dòng)的功能性磁共振成像測(cè)量。

研究人員發(fā)現(xiàn)糞便擬桿菌的相對(duì)豐度與大腦中與抑郁癥活動(dòng)增加相關(guān)的功能連接性之間存在反比關(guān)系 。這意味著低豐度的 擬桿菌 與大腦那部分的高活性相關(guān)，反之亦然。

“一個(gè)良好的第一步是在我們正在積極探索的其他人類群體中重復(fù)我們的研究結(jié)果，”進(jìn)一步研究的Strandwitz說(shuō)。“當(dāng)談到抑郁癥時(shí)，動(dòng)物模型往往難以翻譯，這就是為什么我們對(duì)人類研究如此興奮。”

最近發(fā)表在“ 科學(xué)與細(xì)胞 ”雜志上的研究發(fā)現(xiàn)，腸道中感覺(jué)神經(jīng)元的存在已經(jīng)與大腦硬連接。“探索微生物GABA是否可以通過(guò)該途徑發(fā)揮作用是非常好的，”自然微生物學(xué)文章和阿貢的博士后學(xué)者的共同作者Anukriti Sharma說(shuō)。

Strandwitz和共同作者，東北大學(xué)著名的大學(xué)教授Kim Lewis已經(jīng)成立了一家生物技術(shù)公司Holobiome，開(kāi)發(fā)針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基于微生物組的治療藥物。吉爾伯特是該公司科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)的成員。然而，在有可能為患有抑郁癥的人開(kāi)發(fā)治療之前，還需要進(jìn)行額外的研究。“首先必須做大量工作，驗(yàn)證微生物GABA生產(chǎn)者與抑郁癥之間的聯(lián)系，”Strandwitz說(shuō)。“其次，如果經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，確定開(kāi)發(fā)細(xì)菌或某種干預(yù)的正確方法 - 作為治療方法。”