微生物頂級期刊：科學家首次證實腸道微生物「綁架」神經系統影響情緒！

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《轉》譯

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情緒是人腦的高級功能，保證著有機體的生存和適應，對個體的學習、記憶、決策有著重要的影響。情緒也是個體差異的來源，是許多個性特徵和心理病理的關鍵成分。一直以來，情緒的研究都離不開大腦神經系統。現在，越來越多的研究表明，腸道微生物能夠影響宿主的大腦和行為，甚至誘發精神疾患。

01腸道微生物綁架了神經系統

根據既往美國哥倫比亞大學邁克爾·格爾森在《科學美國人》雜誌上發表的文章可以得出：控制人類以及某些哺乳動物情感的五羥色胺、多巴胺以及多讓人情緒愉快的激素，95%是在腸道裡面合成的。因此，情緒的很大部分受腸道神經系統影響。

此外，通過1981年~2013年期間發表的120份關於腸道菌群研究研究者們所得出：腸道微生物能夠修改迷走神經中的神經信號，改變味覺接收器，通過釋放化學物質讓我們在精神上感到愉悅或苦悶，以達到操控宿主行為和情緒的目的。

因此，科學家們預測，建立良好的腸道微生物平衡將是日後治療情緒相關疾病的一個關注點。

02miRNA進入研究視野

近日，愛爾蘭Cork大學APC微生物研究所的人員在研究中發現，在缺乏腸道微生物的小鼠大腦中，miRNA的數量發生了顯著的變化，這些在無菌環境中長大的小鼠在行為上也表現出了異常的焦慮、抑鬱；社交和認知能力也出現了極大的缺陷。相關研究發表在了微生物組學/菌群領域頂級期刊《Microbiome》上。

文章作者Gerard Clarke博士表示：「腸道微生物似乎會影響小鼠杏仁核和前額葉皮層中miRNA的表達，這具有非常重大的意義，因為這些miRNA對中樞神經系統的功能和重要腦區正常的生理過程發揮著關鍵的作用，而杏仁核和前額葉皮層又與焦慮和抑鬱的產生有著緊密的聯繫。」

03藥物治療面臨諸多挑戰

miRNA，即microRNA，是一類控制基因表達的短核苷酸序列。其功能障礙被認為是造成壓力相關精神障礙，神經變性疾病和神經發育異常的潛在原因。此前已有研究發現，大腦中miRNA的變化與焦慮行為有關。

Clarke博士表示：「雖然藉助調整大腦中的miRNA可能有助於精神障礙疾病的治療，但想要實現目前卻面臨著幾個重要的挑戰：研究人員必須開發出能夠穿過血腦屏障且安全穩定的藥物，同時，研究人員也需要開發出能精確的大腦定位系統以使這些藥物發揮作用，這些都具有相當大的難度！然而我們的最新研究則表明，或許我們可以通過影響腸道菌群來間接調控大腦中miRNA的表達。」

研究人員發現，與正常小鼠相比，不含腸道菌群的小鼠杏仁核103種miRNA的表達水平發生變化，前額皮質31種miRNA的表達水平發生變化。而在這些小鼠的飼料中添加了相應菌群後，小鼠前額皮質/杏仁核中的miRNA的水平則恢復正常。

04腸道菌群或成焦慮治療關鍵

研究結果表明，健康的微生物菌群對於相應腦區的miRNA調控至關重要。雖然先前的研究已經表明腸道微生物菌群能夠在一定程度上影響焦慮行為，但這項研究第一次將腸道微生物菌群與杏仁核以及前額皮質中的miRNA相關聯。

基於NGS技術，研究人員對正常小鼠腸道微生物菌群進行了準確鑒定。他們發現經過抗生素殺滅腸道菌群的成年大鼠與本來就不含腸道微生物的小鼠相比，miRNA所產生的變化幾乎相同。這表明即使早年擁有健康的腸道微生物菌群，在成年生活中微生物菌群發生變化依然會通過miRNA影響到焦慮相關行為的產生。

Clarke博士最後表示：「雖然這是一項早期研究，但是通過調節腸道微生物來靶向調節腦部的miRNA水賓士療精神疾病將擁有不可限量的前景。」

參考資料：

1.Alan E. Hoban et al, Microbial regulation of microRNA expression in the amygdala and prefrontal cortex, Microbiome (2017). DOI: 10.1186/s40168-017-0321-3

2.Cryan JF, Dinan TG. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci. 2012;13(10):701–12.

3.Foster JA, Neufeld K-AM. Gut–brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends Neurosci. 2013;36(5):305–12.

4.Hsiao EY, McBride SW, Hsien S, Sharon G, Hyde ER, McCue T, et al. Microbiota modulate behavioral and physiological abnormalities associated with neurodevelopmental disorders. Cell. 2013;155(7):1451–63.

5.Luczynski P, Neufeld K-AM, Oriach CS, Clarke G, Dinan TG, Cryan JF. Growing up in a bubble: using germ-free animals to assess the influence of the gut microbiota on brain and behaviour. Int J Neuropsychopharmacol. 2016;19(18).

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