腸道細(xì)菌大腦“安家”

人們知道，腸道中的微生物群對(duì)人類健康有著強(qiáng)大影響。相同的細(xì)菌能否在大腦中“定居”？在日前于加州圣地亞哥舉行的美國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上，一張海報(bào)展示了細(xì)菌入侵健康人類大腦細(xì)胞并居住于此的高分辨率顯微鏡圖像。

大腦是一個(gè)受到保護(hù)的環(huán)境，通過一個(gè)圍繞血管的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)將血流中的部分成分阻擋在外。成功進(jìn)入血腦屏障的細(xì)菌和病毒會(huì)引發(fā)危及生命的炎癥。一些研究表明，生活在腸道中的同大腦相距甚遠(yuǎn)的微生物可能影響心情和行為，甚至是神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，但這些都是通過非直接方式實(shí)現(xiàn)的。

阿拉巴馬大學(xué)（UAB）神經(jīng)解剖學(xué)家Rosalinda Roberts帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室通過分析死亡幾小時(shí)內(nèi)保存下來的大腦組織切片，比較了健康人和精神分裂癥患者之間的差異。約5年前，當(dāng)時(shí)還是Roberts實(shí)驗(yàn)室研究生的神經(jīng)科學(xué)家Courtney Walker迷上了出現(xiàn)在這些切片圖像上的身份不明的桿狀物體。Roberts此前見過這些形狀。“但我并沒有理它們，因?yàn)槲乙獙ふ业氖瞧渌麞|西。”

但Walker一直在堅(jiān)持。于是，Roberts開始咨詢UAB的同事。今年，一位細(xì)菌學(xué)家給了她意想不到的消息：它們是細(xì)菌。目前，Roberts團(tuán)隊(duì)在他們檢查的全部34個(gè)大腦中都發(fā)現(xiàn)了這種細(xì)菌。其中，一半大腦是健康的，另一半來自精神分裂癥患者。

Roberts想知道，來自腸道的細(xì)菌能否在一個(gè)人死亡和大腦被移除的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)從血管滲透并進(jìn)入大腦。為此，她分析了健康的小鼠大腦。它們?cè)谛∈笏篮罅⒓吹靡员４妗＝Y(jié)果是發(fā)現(xiàn)了更多細(xì)菌。隨后，Roberts分析了無菌小鼠的大腦。這些小鼠被精心照料，以避免微生物影響。研究發(fā)現(xiàn)，它們的大腦中均沒有細(xì)菌。

RNA測(cè)序顯示，大多數(shù)細(xì)菌來自3個(gè)在腸道中常見的菌群：厚壁菌門、變形菌門和擬桿菌門。在對(duì)電子顯微圖像進(jìn)行的初步調(diào)查中，Roberts團(tuán)隊(duì)觀察到常駐細(xì)菌擁有令人困惑的喜好。它們似乎居住在同神經(jīng)元互動(dòng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞中。這些微生物尤其喜歡在包圍血管的星形膠質(zhì)細(xì)胞尾部附近聚集。與此同時(shí)，它們似乎更多地出現(xiàn)在名為髓磷脂的脂肪物質(zhì)覆蓋的神經(jīng)元較長(zhǎng)投射的周圍。