科学家们在脑肠轴研究领域取得的新成果！

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科学家们在脑肠轴研究领域取得的新成果！
# T2 p1 V" w) g5 r来源：本站原创 2020-09-30 22:53+ y7 j. C( E8 A- H# W' T3 Z
本文中，小编整理了多篇重要研究成果，共同聚焦科学家们在脑-肠轴研究领域取得的研究进展，分享给大家！+ u3 }/ ?% W7 S& |9 A) ?8 J
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【1】bioRxiv：西安交大新成果！脑肠轴中短链脂肪酸水平升高或会加剧精神分裂症疾病进展！
1 o  }3 y- C! V6 e8 M* h& Vdoi：10.1101/2020.04.11.021915: {8 p7 y9 E: r2 e
精神分裂症是一种神秘的破坏性精神性疾病之一，然而目前研究人员并不清楚其背后的潜在病理学机制，精神分裂症的免疫/炎症假说认为，失调的免疫过程会与神经系统相互作用来促进患者的病理学表现；然而如今越来越多的研究证据发现，异常的免疫反应会促进精神分裂症患者的持续性病理生理性改变，而并不仅仅是疾病的进展；大量研究表明，肠道微生物组在塑造机体免疫系统功能上扮演着关键角色，肠道微生物能提供特殊的免疫刺激信号来激发外周先天性免疫系统，并诱导炎性细胞因子水平的上升，肠道微生物与宿主免疫系统之间的相互作用主要是由微生物所产生的小分子代谢物所介导的，而短链脂肪酸（SCFAs，Short chain fatty acids）就是肠道中最丰富的微生物代谢产物，其在机体免疫调节和微生物-肠-大脑之间的交流沟通上扮演着关键角色。9 v6 H4 n; _# ?5 S( f3 b# a& \
大量研究都发现，精神分裂症患者体内的微生物菌群会出现功能失调的表现，而此前研究人员发现，精神分裂症患者机体中相同的肠道微生物改变会促进小鼠出现精神分裂症样的异常机体行为；此外，研究人员还利用宏基因组关联性研究分析（MWAS）识别出了83种与精神分裂症相关的细菌群落，并在精神分裂症患者体内的肠道微生物中发现了27种发生改变的神经活性，其中就包括SCFA的产生；研究者还发现，多种在精神分裂症患者肠道中水平较高的细菌都能够产生SCFA，其中就包括角双歧杆菌等；目前研究人员并不清楚是否在精神分裂症患者体内存在SCFA产生的异常调节，以及肠道菌群的功能失调是否与患者机体异常的免疫激活有关。
+ V" `9 R* S2 s4 U# E; D【2】深入解读脑-肠轴交流机制 为何抗抑郁药能够治疗肠道疾病？& y* f7 Z; Z+ Q2 O
新闻阅读：The brain and the gut talk to each other： how fixing one could help the other
3 D& @0 |( f) R7 K1 T8 M6 T# a人们普遍认为，情绪能够直接影响胃部功能，早在1915年，哈佛大学的生理学家Walter Cannon就指出，当动物受到惊吓时其机体中胃部功能就会发生改变，当然，相同的情况也会在人类中发生，那些压力较大的人通常都会出现腹泻和胃痛的症状。
: j4 P  d. b' F" u* C  ]: d1 Y如今我们都知道这或许是大脑和胃肠道系统之间沟通交流所致，人类肠道中生存着100万亿个细菌，这些细菌也是大脑-肠道交流过程中的重要参与者；最近关于二者的关联性研究就让研究人员利用沟通疗法和抗抑郁药物来治疗患者的一些慢性肠道问题，研究者的主要目的就是通过高速大脑对肠道的错误进行修复来干扰两个器官之间的交流机制。有研究就发现，“沟通疗法”（talk therapy）能够帮助改善抑郁症，并且改善胃肠道疾病患者的生活质量，而抗抑郁药物则对肠道疾病以及患者所伴随的焦虑及抑郁症状均有有益的效应。
1 n, n9 ^% |" l7 h5 e  X【3】Nature：微生物通过肠-脑回路调节交感神经元
: w& N8 ]8 b: F+ q; Idoi：10.1038/s41586-020-2474-7
$ s) I/ S/ L  N8 B. t1 ?4 f7 X肠道和大脑之间的联系监控着肠道组织及其微生物和饮食内容，调节着肠道的生理功能，如营养吸收和节律，以及与大脑相连的进食行为。因此，有可能存在检测肠道微生物的回路，并将信息传递到中枢神经系统区域，而中枢神经系统反过来又调节肠道的生理机制。近日来自洛克菲勒大学等单位的研究人员在Nature上发文表示，他们通过结合转录组、循环追踪方法和功能操作，描述了微生物群对肠道相关神经元的影响。
/ X7 D# r3 C0 M* F3 k7 o6 t/ H% H- ~研究人员发现肠道微生物组调节肠道外感交感神经元：微生物群的缺失导致神经元转录因子cFos表达增加，产生短链脂肪酸的细菌定植在无菌小鼠体内后交抑制肠道交感神经节中cFos的表达；研究人员表明，通过化学遗传操作、平移谱分析和顺行示踪确定了一组远端肠道投射的迷走神经细胞，它们被定位为在微生物介导的肠道交感神经细胞调节中起传入作用。来自肠壁的逆行多突触神经元示踪鉴定出在微生物消耗期间被激活的脑干感觉核，以及调节胃肠运输的传出交感运动前谷氨酸能神经元。
& ]: F8 y0 B& e7 J, g9 U  X【4】Nature：科学家发现肠-脑回路糖分感受器 或能解释为何我们对糖类无比热爱？4 K2 g! q" b/ f) W  r/ z: T" ]  ?
doi：10.1038/s41586-020-2199-7
+ f& b: B. m7 x( z$ {2 h. {人工甜味剂似乎从来没有完全成功模拟过糖，近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自哥伦比亚大学等机构的科学家们通过对小鼠研究识别出了一种可能解释这种现象的大脑机制。研究者发现，大脑不仅会在舌头接触糖时做出反应，而且当糖进入到肠道后大脑也会做出反应，这种特殊的肠-脑回路或会大脑和机体不断进化寻找糖类提供新的途径，因为人工甜味剂并不会激活该回路，因此本文研究就提供了令人信服的证据来解释为何这些甜味剂永远不会像真正的糖那样让人感到满意。
8 x$ ]6 h- [; A4 @. t本文研究对于公众健康具有重大的积极性影响，研究者表示，过量的糖分摄入往往与肥胖相关的疾病（比如糖尿病）有关，其在全球影响着超过5亿人的健康；通过阐明修饰肠-脑回路的新方法，研究人员就能开发出降低人类糖分过量摄入的策略。研究者Hwei-Ee Tan表示，当我们喝无糖汽水或在咖啡中使用甜味剂时，它们的味道可能非常相似，但我们的大脑能够分辨出差异；对糖分产生反应的特殊肠-脑回路或许就能为新型甜味剂的开发提供思路。
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图片来源：Hwei-Ee Tan/Zuker lab/Columbia's Zuckerman Institute) ]3 B/ O& D: [3 E1 L& ]
【5】Cell：肠脑连接如何改变动物进食时的行为! l, F7 {# m, Q2 M, X* C
doi：10.1016/j.cell.2018.11.023( f+ U1 |$ Q8 S1 e7 x( k
当饥饿的线虫遇到丰富的食物来源时，它会立即减慢速度，这样它就能够享受这个盛宴。一旦线虫吃饱了，或者食物（这里指的是细菌）耗尽，它将再次开始移动。如今，在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院的研究人员更加详细地揭示出当在食物丰富的地方停留时，秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的消化道如何给大脑发送信号。他们发现存在于线虫肠道中的一类神经元专门用于监测线虫何时摄入细菌；一旦这种情形发生，这些神经元就释放一种神经递质，这种神经递质给大脑发出停止移动的信号。他们还在这种特定的神经元中发现新的用于检测细菌的离子通道，相关研究结果发表在Cell期刊上。
1 s9 l2 o0 O0 Z! j! Q' Y5 J$ {这些研究人员已知道血清素（serotonin）释放促进线虫减慢速度以便摄入大量存在的食物，但是他们并不知道是什么触发血清素释放。为了弄清楚这一点，他们决定研究一种产生血清素的称为神经分泌-运动神经元（neurosecretory-motor neuron， NSM）的肠神经元，其中，NSM神经元位于线虫消化器官的内壁上。6 q' A# [3 ]+ Z3 t1 @* V+ }
【6】科学家发现皮肤健康受肠-脑-皮轴影响* H( f6 @7 `. R
已有研究表明，皮肤疾病与精神疾病具有共病性，基础和临床研究发现精神心理因素对皮肤病发病有影响作用。如心理应激会加重多种皮肤疾病，特别是特应性皮炎、银屑病、脂溢性湿疹、结节性痒疹、扁平癣、慢性荨麻疹、斑秃和瘙痒等。此外，肠道微生物可影响皮肤疾病的发生，并且精神状态与肠道微生物状况可反映皮肤健康状况。反之，皮肤状况也可作为精神状态和肠道微生物状况的评估参照。但是，皮肤疾病、精神疾病与肠道微生物之间的关系有待进一步研究。
* _, ]: u9 {! d; z7 v6 @2 V1 s/ R中国科学院心理研究所心理健康重点实验室金锋研究组通过研究发现：患有心理和精神疾病的人群同时患有皮肤问题的比例非常高，通过检测肠道微生物组成发现这些人的肠道共生微生物的组成与健康人存在明显不同。在实施了针对肠道微生物的干预措施后，随着肠道共生微生物良好状态的恢复，患者的精神状态和皮肤症状均会随之改善。科学家将肠道状态、肠道微生物以及心理疾病与皮肤疾病的关联称作肠道-大脑-皮肤轴（简称肠-脑-皮轴，gut-brain-skin axis）。8 [5 X, e, w3 z( a  }
【7】Science子刊：惊人发现！肠道细菌或可改变肠道和大脑的功能6 l5 m8 E, `2 Z- v
doi：10.1126/scitranslmed.aaf6397
& z" x1 @$ C, A( j/ ^. ^日前，一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中，来自麦克马斯特大学的研究人员通过研究发现，肠道中的细菌或许能够影响肠道易激综合征（irritable bowel syndrome，IBS）患者机体肠道和行为的症状，相关研究或为研究人员开发微生物定向疗法提供了新的思路和见解。肠道易激综合征是一种常见的胃肠道疾病，其会影响机体的大肠组织，而患者也会遭受腹痛以及排便习惯的改变，比如腹泻和便秘等，通常患者还会伴随出现慢性焦虑和抑郁症等，当前的疗法目的就是改善患者的症状，但患者的病因并不清楚，所以这些疗法的疗效显得非常有限。  @, h4 F& w, ?
本文研究中研究人员希望通过研究能够深入阐明是否发生腹泻的IBS患者机体的粪便微生物能够影响受体小鼠机体的肠道和大脑功能，利用粪便移植，研究人员就将IBS患者（焦虑或者非焦虑患者）机体的微生物群落转移到了无菌小鼠机体中，随后研究者发现，相比接受健康个体微生物的小鼠而言，接受IBS患者机体中微生物的小鼠慢慢会表现出肠道功能和行为的改变。（生物谷Bioon.com）
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