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可與大腦直接對話！Science論文稱腸道細菌能調節食物攝入和體溫
2022年04月21日 14:20:52
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：5097
來自法國巴斯德研究所、法國國家健康與醫學研究院(INSERM)和法國國家科學研究中心(CNRS)的聯合科學家團隊研究發現，腸道菌群不僅參與人體代謝，更會通過“腸-腦軸”雙向交流系統與大腦之間發生直接對話，神經元可以直接感知細菌，并相應地調整食欲和體溫控制。
【化工儀器網 時事熱點】腸道菌群，顧名思義就是腸道內的各種細菌，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境，大約寄生著10萬億個細菌，不同的菌種可以合成不同的人體生長發育必須的維生素，還可以和蛋白質殘渣合成氨基酸，參與糖類和蛋白質的代謝，同時還能促進礦物元素的吸收。
隨著宏基因組學、宏轉錄組學等技術的發展，腸道微生物的生理功能逐漸在基因層面得到了發掘和證實。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、最復雜的微生態系統，腸道微生物本身及其代謝產物不僅能調節人體健康，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、法國國家健康與醫學研究院(INSERM)和法國國家科學研究中心(CNRS)的聯合科學家團隊研究發現，腸道菌群不僅參與人體代謝，更會通過“腸-腦軸”雙向交流系統與大腦之間發生直接對話，神經元可以直接感知細菌，并相應地調整食欲和體溫控制。
胃腸道有一個獨立于中樞神經系統的，連接胃腸道和中樞神經系統的主要神經干，將腸道功能與大腦的情感和認知中心聯系起來。這種腦腸之間的相互聯系，稱為“腸-腦軸”。此前的研究證實，“腸-腦軸”發生改變會導致應激反應和行為改變。但大腦神經元是否可以直接感知細菌成分，以及細菌是否可以通過調節大腦神經元來調節宿主生理過程還是未知的。
INSERM和CNRS研究團隊發現，動物模型中的下丘腦神經元可以直接檢測細菌活動的變化，并相應地調整食欲和體溫。這些發現表明，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，研究人員觀察到小鼠的NOD2(核苷酸寡聚結構域)受體由大腦不同區域的神經元表達，特別是在下丘腦區域。當這些神經元與腸道中的muropeptides接觸時電活動會受到抑制。細菌肽聚糖通過Nod2受體在介導腸腦溝通中起著重要作用。
研究人員還發現，在抑制GABA能神經元中缺乏NOD2表達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，這些小鼠還表現出筑巢意愿降低，這是一種與保存熱量有關的行為特征，以及響應晝夜節律、禁食和腎上腺素能刺激的溫度調節降低。
研究表明，細菌微生物群的結構成分可以被下丘腦神經元直接感知，以調節攝食行為、筑巢行為和體溫。以這種方式，腸道細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菌擴增或死亡的直接測量。在后一種情況下，細菌的擴張或死亡可能與腸道內環境穩定的紊亂或發病風險有關。或者，常駐細菌可以調節食物攝入量，以保護他們的腸道生態位。
相關論文Bacterial sensing via neuronal Nod2 regulates appetite and body temperature于近日發表在《Science》期刊。
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