作者:S.西尔维希耶
来源:果壳
如果有人告诉你“肠道活动的变化可能会影响人类的情绪”,也许你会觉得这简直是天方夜谭,除非这种变化引起的是腹泻和便秘——它们倒是能够引起人们不愉快情绪。不过,尽管目前还没有直接的证据证明肠子和脑子之间真的存在这样联系,但近日《细胞》(Cell)杂志上一项关于肠道的研究,却似乎让这个假设变得不那么遥远了。
在微生物学的研究中,肠道系统是最为有趣的话题之一。在人们消化道密密麻麻的绒毛和皱褶中,生存着无数微小的“住户”:细菌,真菌,乃至寄生虫。不同的微生物群体在广阔的空间中划分地盘,建立了自己的社群,通常情况下彼此和谐地生活着。它们中的大部分依赖肠道中的食物残渣为生,而在它们“吃饭”的过程中,这些小家伙们又同时帮助我们消化和吸收食物中的营养。
不过,如果仅仅认为这些微生物只在消化过程中扮演了一些角色,未免有些低估它们的作用。事实上,它们可能在许多与肠道有关的生理活动中都扮演着举足轻重的角色——比如,5-羟色胺(5-HT)的合成。
新研究发现,肠道内分泌细胞(右)与产孢类细菌(左)之间的宿主-微生物互动过程,对于5-羟色胺的生物合成至关重要。图片来源:E. Hsiao/Caltech
虽然以作为脑部重要的神经递质为人所熟知,但人体内绝大部分(约90%)的5-羟色胺都诞生在消化道里。肠道中的肠嗜铬细胞(Enterochromaffin cell)储存着这些分子,用来调控肠道运动。不过,生产多少5-羟色胺,可不全是这些人类细胞说了算的。
最近,加州理工学院的生物学家伊莱恩·萧(Elaine Y. Hsiao)等人发现,肠道中某些微生物的存在,能够对5-羟色胺的合成过程产生深远影响。在以小鼠为模型进行的实验中,研究人员发现,肠道内“无菌”的小鼠,血液中5-羟色胺的含量要比正常小鼠低了大约60%。
在随后的调查中,约20种产孢类细菌被研究者认定为主要的“嫌疑菌”。研究人员在健康小鼠和人类肠道内分离产孢细菌并将其注入上述“无菌”小鼠体内,发现5-羟色胺在肠道和血液中的浓度都出现了显著上升。这也证实了它们在5-羟色胺代谢中的作用。
为什么这些细菌会参与到5-羟色胺的合成当中?目前,科学家还没有得到确切的结论。但可以确定的是,这样的行为显然不是因为它们具有高尚的“菌格”—— 5-羟色胺的分泌一定有利于这些菌落的生存和繁殖。一个可能的解释是,5-羟色胺的分泌能够对免疫系统产生作用,并对肠道微生物群落的生态进行调节——所以这样看来,这些产孢类细菌也许并不是“嫌犯”,相反,它们还可能是在发现杂菌后及时与宿主沟通,报警抓贼的守法公民。
此外,实验中一些有趣的事实也让研究者看到了这项研究的潜在价值:产孢菌落的代谢过程中提高了肠道内维生素E(α-tocopherol)的浓度,而维生素E缺乏正是一部分抑郁症患者的表现之一。在一些临床预实验中,补充维生素E能够缓解患者的抑郁症状。这样的事实之间是否存在关联?肠道内那些肉眼不可见的小家伙们,是否正在用自己独特的方式,参与到人们的喜怒哀乐之中?也许在不久以后的未来,人们就能知道其间的秘密。
但现在,研究者只能谨慎地告诫,目前的研究结果还远未足以转化到临床应用。
毕竟,越来越多看似只与“我”有关的过程,背后都是“我们”相互作用的结果。
我不是我,我是“我们”。图片来源:E. Hsiao/Caltech
本公众号由中国科学院微生物研究所信息中心承办
微信公众号:中国生物技术信息网输入“四月排行”可浏览二零一五年四月人气文章。
输入“三月排行”可浏览二零一五年三月人气文章。
输入“二月排行”可浏览二零一五年二月人气文章。
输入“一月排行”可浏览二零一五年一月人气文章。
输入“十二月排行”可浏览十二月人气文章。
输入“十一月排行”可浏览十一月人气文章。
输入“十月排行”可浏览十月人气文章。
截止到2014年10月31日Top30文章列表已整理完毕。输入标题后括号中的期号可浏览该篇文章,如“20140518”。
输入“埃博拉”可浏览埃博拉相关专题人气文章。
输入"转基因"可浏览转基因相关专题人气文章。
输入"大数据"可浏览大数据相关专题人气文章。
输入“癌细胞”可浏览癌细胞、癌症相关专题人气文章。
输入“糖尿病”可浏览糖尿病相关专题人气文章。
输入“测序”可浏览测序相关专题人气文章。
输入“免疫”可浏览免疫相关专题人气文章。
1、中式体检让美国医生瞠目结舌(20140518)
2、Nature:中国将大力改革科研资助体系,“973”和“863”将被停止(20141025)
3、施一公组:六年,一场“聚光灯”下的负重跑(20140704)
4、“科研过劳症”离你并不遥远(20140822)
5、25位诺奖获得者联名支持转基因(20140802)
6、一篇Ebola论文之沉重:六名作者去世(20140831)
7、哈佛大学遗传学家:转基因食品安全之我见(20140508)
8、Nature:中国科学界面临重大改革(20140924)
9、国内科学家们为什么显得浮躁?(20141011)
10、施一公、王晓东院士:基础研究有什么用(20140505)
11、中国人为什么反转基因(20140810)
12、揭秘:人类为何越来越易过敏?(20140918)
13、转基因基础解惑(20140622)
14、饶毅:扒铁路保龙脉与反转基因保龙种(20140808)
15、2014年度国家自然科学基金分析(20140821)
16、每日步行2公里癌症风险减半(20140913)
17、Nature:戳穿甜味剂的健康谎言(20140918)
18、图解常用肿瘤标志物(20140515)
19、腿粗的人智商高(20141024)
20、《柳叶刀》上的中国(20140808)
21、汤森路透发布2014年最新SCI杂志影响因子(20140730)
22、睡眠,世界上最有效的健康仙丹(20140926)
23、“全球转基因农作物发展现状和未来展望国际研讨会”共识(20141018)
24、世界顶级癌症专家教你怎样活得更久(20140920)
25、人为何会得癌症?(20140921)
26、如何拉出健康的便便?(20140830)
27、肠道可能在撒谎(20140831)
28、2014年中国大学研究生教育排行榜揭晓(20141030)
29、改变肠道菌,一天也不晚(20141031)
30、施一公:八面玲珑的人难做科学家?(20140811)