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你的好心情可能是被肠道微生物“吃掉了”

2016/07/23 来源:奇点网
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导读
在生活中,如果你很容易因为一些事情焦虑、抑郁,久久不能自拔。这很可能跟最近新发现的一种微生物有关。这个微生物的饮食习惯极其变态,它以食用一种帮助我们缓解焦虑和抑郁的物质为生。到目前为止,它是科学家发现的第一种会食用大脑必需化学物质的微生物。

本文转载自奇点网

在生活中,如果你很容易因为一些事情焦虑、抑郁,久久不能自拔。这很可能跟最近新发现的一种微生物有关。这个微生物的饮食习惯极其变态,它以食用一种帮助我们缓解焦虑和抑郁的物质为生。到目前为止,它是科学家发现的第一种会食用大脑必需化学物质的微生物。

Illustration by Serge Bloch
上个月,2016年美国微生物学会微生物年会在波士顿召开,在会务组组织的「微生物的神经控制」分会场上,来自美国东北大学的微生物学家Philip Strandwitz在大会上宣布了一个惊人的消息,他们从人体的肠道中发现了一种专以人类脑部化学物质γ-氨基丁酸(GABA)为生的细菌KLE1738[1]。

长得跟香肠一样光滑圆润的KLE1738本尊

说起GABA,可真不一般。它是一种天然存在的不参与蛋白质合成的氨基酸,是哺乳动物中枢神经系统重要的抑制性神经递质,大约40%以上的中枢神经突触用GABA传递信号。在人脑皮质、海马体和丘脑等多个部位发挥重要作用,并对人体多种功能具有调节作用。当人体内GABA水平较低时时,会产生焦虑、疲倦和抑郁等情绪,在帕金森病和癫痫病患者脊髓中GABA含量也较低。另外,神经组织中GABA的降低与亨廷顿舞蹈病和老年痴呆等神经退行性疾病的形成有关。

目前市面上最常见的抗焦虑药,如安定和阿普唑仑,就是通过靶向GABA受体起作用的。安定和阿普唑仑的作用是使GABA更有效地与受体结合,以降低神经元活性,防止神经细胞过热。

种种迹象表明,Strandwitz的团队给人类的脑部疾病又找到了一个新的解释。然而,这个新的解释来之不易。

微生物学家Philip Strandwitz

据评估,人体肠道微生物种类在1000到7000种之间,总数量在10万亿到100万亿之间,但是目前可以人工培养的肠道细菌大概只有1000多种,占总量的20%-50%,还有大量的肠道细菌由于各种各样的原因,没有办法在实验室培养。这些没办法培养的细菌基本都是有特殊的不为人知的生存癖好,所以只能在做肠道微生物基因组分析(死了不要紧,只要尸体还在就可以做基因检测,就可以发现它)的时候,才会发现这些「幽灵」。

编号KLE1738的细菌就是这样一个「幽灵」。这个「幽灵」极其挑食,简直到了变态的程度,一日三餐没有GABA它就不活了。一般情况下,细菌这种怪异的口味研究人员是没办法知道的。所以,研究人员一直没办法在实验室培养KLE1738。

但是,Strandwitz有个不寻常的经历,他之前做过海洋微生物的分离培养研究。就在不久前,他从海洋微生物中发现了一种奇妙的共生现象,「有些微生物必须依赖它的邻居才能生存」,这些微生物单独不能培养,只要附近出现另一种特定的微生物,它们才可以愉快的在培养基上生长。

Strandwitz把这种研究方法引入到人体肠道微生物的研究中。通过不断的尝试之后(由于Strandwitz的研究过程没有公开,所以此处省略1万字),Strandwitz发现KLE1738的生长需要Bacteroides fragilis KLE1758的帮助。就是通过这种手段,Strandwitz终于见到了KLE1738本尊。

为了搞清楚KLE1738为啥如此依赖Bacteroides fragilis KLE1758,Strandwitz又分离纯化了后者的培养液,将培养液的主要成分分别添加到KLE1738的食物中,Strandwitz惊奇的发现,Bacteroides fragilis KLE1758生产的GABA,竟是KLE1738赖以生存的食物。只有提供GABA分子,才能培养出最新发现的一种肠道细菌KLE1738。「除了GABA,没有任何东西能让它生长。」Strandwitz在会议上表示。

人体内存在的一些微生物,以及它们产生的神经递质

由于KLE1738苛刻的饮食癖好,Strandwitz给它取了个名字,叫Evtepia gabavorous。通过基因组学分析,Strandwitz在KLE1738基因组中发现了一个不寻常的GABA代谢路径。

寄居在肠道的细菌居然会吃掉对大脑保持镇定至关重要的GABA,许多研究人员认为,这一破天荒的发现或许有助于解释为何肠道微生物似乎会影响心情,以及引起一系列神经性疾病。

目前,Strandwitz团队的研究仍在继续。由于GABA对人体的影响极大,所以Strandwitz利用KLE1738作为指示物,又在人的粪便中找到一些可以产生GABA的微生物。通过分析,Strandwitz发现,在抑郁症患者的粪便中,产生GABA的细菌较少。

由于Strandwitz团队的研究还处于初期阶段,还不是特别深入,我们目前没办法评估KLE1738与人类精神疾病之间的关系。但是之前的大量研究可以推测,消耗GABA的KLE1738与生产GABA的肠道细菌比例如果失衡,大脑中GABA的含量极有可能受到影响。即使食物中含有GABA,肠道微生物也可以产生GABA,如果肠道中的KLE1738爆发,把GABA全「吃了」,大脑可获取的GABA途径必然就减少了。Strandwitz也表示,「消耗GABA的细菌和生产GABA的细菌,有可能通过调节人体GABA水平影响人类的行为。」

奇点糕认为,即使微生物治疗不能从根本上治愈精神疾病,Strandwitz的研究成果也是极其有价值的,因为这种方法极有可能大幅改善患者的生活质量。实际上目前开展肠道微生物组检测业务的公司在国内外已经有不少了,对于想了解自己肠道微生物的朋友可以去找找看。

参考资料:

[1]Gaba Modulating Bacteria of the Human Gut Microbiome

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