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肠道细菌大脑“安家”

  日期:2018-11-13  来源:中国科学报


人们知道,肠道中的微生物群对人类健康有着强大影响。相同的细菌能否在大脑中“定居”?在日前于加州圣地亚哥举行的美国神经科学学会年会上,一张海报展示了细菌入侵健康人类大脑细胞并居住于此的高分辨率显微镜图像。


大脑是一个受到保护的环境,通过一个围绕血管的细胞网络将血流中的部分成分阻挡在外。成功进入血脑屏障的细菌和病毒会引发危及生命的炎症。一些研究表明,生活在肠道中的同大脑相距甚远的微生物可能影响心情和行为,甚至是神经系统疾病的发病风险,但这些都是通过非直接方式实现的。


阿拉巴马大学(UAB)神经解剖学家Rosalinda Roberts带领的实验室通过分析死亡几小时内保存下来的大脑组织切片,比较了健康人和精神分裂症患者之间的差异。约5年前,当时还是Roberts实验室研究生的神经科学家Courtney Walker迷上了出现在这些切片图像上的身份不明的杆状物体。Roberts此前见过这些形状。“但我并没有理它们,因为我要寻找的是其他东西。”


但Walker一直在坚持。于是,Roberts开始咨询UAB的同事。今年,一位细菌学家给了她意想不到的消息:它们是细菌。目前,Roberts团队在他们检查的全部34个大脑中都发现了这种细菌。其中,一半大脑是健康的,另一半来自精神分裂症患者。


Roberts想知道,来自肠道的细菌能否在一个人死亡和大脑被移除的几个小时内从血管渗透并进入大脑。为此,她分析了健康的小鼠大脑。它们在小鼠死后立即得以保存。结果是发现了更多细菌。随后,Roberts分析了无菌小鼠的大脑。这些小鼠被精心照料,以避免微生物影响。研究发现,它们的大脑中均没有细菌。


RNA测序显示,大多数细菌来自3个在肠道中常见的菌群:厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门。在对电子显微图像进行的初步调查中,Roberts团队观察到常驻细菌拥有令人困惑的喜好。它们似乎居住在同神经元互动的星形胶质细胞中。这些微生物尤其喜欢在包围血管的星形胶质细胞尾部附近聚集。与此同时,它们似乎更多地出现在名为髓磷脂的脂肪物质覆盖的神经元较长投射的周围。



参考资料:

DOI:10.1126/science.aaw0147



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