肠道微生物如何受到影响大脑？

某些信息不足之处起着至关重要的作用。

20世纪70七十年代，胃溃疡的一种典型是切除术所有或大多脑部，以抑制小肠的导致。但近几十年来，深入研究其他部门说明了了一个奇怪的副作用：给与过这种手术的人只不过不太容易受到帕金森氏症染病的受到影响[5]。

在一项果蝇深入研究之中，将正确翻转的α-动作电位核酸静脉注射进果蝇大肠后，它又在人脑之中经常出现了。但是，如果深入研究其他部门可先切除术了迷走脑部，则从未α-动作电位核酸经常出如今人脑之中[6]。静脉注射的α-动作电位核酸本身只不过回到大肠之中，但约翰斯·霍普金斯的大学的脑部地质学家、深入研究的合作所写Valina Dawson相信，不太可能存在多米诺骨牌物理现象：正确翻转的复合物将正确传给迷走脑部，直到人脑之中的复合物质最终暴发正确翻转。Mazmanian及合所写以外将要组织起来实验，看看在迷走脑部被切除术的果蝇身上，大肠之中的curli复合物应该即使如此能造成帕金森氏症染病征状。

由于正确翻转的复合物是受到影响人脑的几种其他性疾染病的标记，这些性疾染病以外阿尔茨海病和运动脑部元染病（肌萎缩侧索硬质，或ALS），Friedland真是生物躯复合物也不太可能与这些性疾染病有关。Dawson相信这个初衷有凡事，但真是生物躯淀粉样复合物并不是唯一必需慎重考虑的因素。例如，帕金森氏症染病是一种复杂的性疾染病，在有所不同的人之则有有所不同的表现。不过，她真是，“这不太可能是敞开第一步的方式。”

加速每况愈下

肠脑连接的背书者真是，生物大群能想到到的不仅仅是一连串一些脑部退行性性疾染病：它也不太可能受到影响其严重往往。Eran Elin是以色列魏茨戈物理深入研究所和海德堡德国癌症深入研究之中心的免疫学家，他对ALS的令人满意差别感到震惊：一些ALS染病征令人满意缓慢，而另一些则很快每况愈下。Elin不想告诉他生物大群应该更容易解释这些差别，因此他和他的的团队开始用于最典型的一种ALS果蝇假设。他们用于抗生素扫除了生物大群、或外祖父时就缺乏生物大群的果蝇时，推断出这类果蝇的ALS令人满意比拥有正常生物大群的果蝇快得多[7]。

深入研究小组比较了ALS果蝇及其同窝肥胖果蝇的大肠生物躯，推断出了几种只不过与该性疾染病有关的生物鸟类。他们煞费苦心地将这些鸟类一一移植到另一个大从未任何大肠生物躯的果蝇躯内，鉴定出了两个使ALS征状每况愈下的生物鸟类，以及另一个只不过使征状好转的鸟类。“然后我们答自己，‘这种只社则生蛋活在大肠之中的菇种，怎么则会如此神秘地受到影响到一种集之中于脑的性疾染病？’”Elin真是。

大肠之中的下部丝状菇（浅绿色）可能会刺激有细菇感染的男婴果蝇的生物躯，偏离腹内果蝇的人脑生殖。丨Dan Littman、Alice Liang、Doug Wei和Eric Roth

主因不太可能是生物躯代谢物——由生物躯导致的小分子可，它们可以进到心悸，在全身运行。Elin真是，体液之中至极多有一半的小分子可是“由生物所制造或由生物调节的”。他和他的的团队深入深入研究了益处生物导致的代谢物，并给容易复发上ALS的果蝇静脉注射了一种称之为腺嘌呤（也被称作钙B3）的分子可。他们推断出腺嘌呤进到了视网膜，并加强了果蝇的征状[7]。“我们可以确实有一种生物躯，我们可以确实有这种生物躯的副产物，我们可以确实它‘泛舟’到正确的要能器官，并想到一些有利于染病程的事情。”他真是。

他们比较了ALS染病征及其未受受到影响的家庭的生物大群，推断出ALS染病征躯内的腺嘌呤较极多[7]。该代谢物可以作为一种处方药，Elin真是，他和他的合所写正计划针对它组织起来一项临床测试。

至极多有一个大已经在一个小型测试之中次测试了钙B3作为ALS的染病人新方法，不过测试之中也建构用于了其他化合物。他们在四个年初的时间那时候，向ALS被试静脉注射钙B3。染病人组的人有所加强，但治疗法组大大多所有人的状况都下降了[8]。

“这才刚刚开始。”Elin真是。还有更多的生物躯和代谢物存在，机躯内的每一个胺基酸都则会受到它们的受到影响。一旦你发现自己这一点，他真是，“你开始确信，生物大群的受到影响可以大大以外它们单单生存的地方除此以外。”

代际物理现象

这种受到影响甚多至不太可能代代相传。以精神分裂症表征持续性（ASD）为例，该染病染病因尚不明确，但根据流行染病学深入研究，父亲在男婴期间的细菇感染只不过减小了小孩复发ASD的危险性。例如，在瑞典的一个包含近180万人的队列之中，父亲曾在男婴期间因细菇感染而入院的，外祖父婴儿之后被染病复发为ASD的危险性要高79%[9]。

果蝇深入研究也背书这种保持联系。为了而出名细菇感染，深入研究其他部门给男婴的果蝇静脉注射双链RNA，果蝇身躯将其视作染病毒细菇感染进犯。相较于那些未受静脉注射果蝇的先祖，以前一种果蝇的先祖表显出更多的多次重复举动和忧郁，并且与其他果蝇的躯验更极多——这些征状等价了ASD染病征的征状[10]。

麻省理工学院那时候奥考尔学习与记忆深入研究所的脑部地质学家Gloria Choi和她的以前夫兼合所写、波士顿哈佛医学院免疫学家Jun Huh不想告诉他缘故。他们聚焦的这类胺基酸通过导致一种被称作胺基酸因子的分子可来抵御生物躯和真菇。Choi和Huh用于果蝇模拟细菇感染，推断出辅助性T胺基酸17（Th17）变得可能会活跃，导致一种称之为IL-17的胺基酸因子。这种分子可进到了生殖之中的果蝇的视网膜——不太可能通过胎盘，然后与人脑受躯建构。这只不过对果蝇导致了深刻的受到影响：深入研究其他部门推断出，未成年先祖的脑部娱乐活动减小了，致使它们经常出现精神分裂症样举动[11]。

但是，“并不是每个在男婴期间被细菇感染或入院的新生儿都某种程度则生蛋下复发有脑部生殖持续性或精神分裂症的小孩。”Huh真是。一定有什么进去使父亲的生物躯转向这种可能会活跃的状态。Choi和Huh专注于一个大长而细的大肠生物——下部丝状菇，这种生物年末被确实必需促进Th17胺基酸的过渡到。他们对男婴果蝇用于抗生素，以杀死这些生物躯，然后刺激炎症，推断出幼崽从未任何举动差别[12]。

Choi和Huh执着了解新冠染病毒细菇感染大流行应该则会致使复发精神分裂症的危险性减小，他们将要收集细菇感染SARS-CoV-2的新生儿的样本，并编录其大肠之中的生物躯和体液之中的IL-17水平。马那时候兰的大学戴维斯分校深入研究精神分裂症的Did Amaral真是，鉴于新冠染病毒细菇感染像任何其他细菇感染一样，则会激活母躯的生物躯，因此SARS-CoV-2不太可能则会减小人脑生殖暴发偏离和复发上潜在精神性疾染病的危险性。深入研究其他部门尚无发现背书这一理论的结论。

休斯顿贝勒医学院的脑部植物学家Mauro Costa-Mattioli也在深入研究生物躯与精神分裂症之间的保持联系。但是，他从未推断出致使这种性疾染病的生物，而是推断出了一种不太可能加强其征状的生物。

一个小型测试次测试了大肠生物躯沃特氏乳杆菇属（Lactobacillus reuteri），把它当作精神分裂症表征持续性征状的一种。丨Stephanie Schuller/Alistair Walsham/SPL

约五年以前，Costa-Mattioli偶然推断出了这种生物躯。在此之前，他将要深入研究先祖具有类似精神分裂症征状的果蝇。当这些果蝇和典型生殖果蝇被安置在两人（并且像所有果蝇都则会想到的那样，吃后者的有毒），它们的精神分裂症样举动消退了。Costa-Mattioli和他的合所写们推断出，受受到影响的果蝇缺极多一种特殊性的生物躯：沃特氏乳杆菇属。

他们在其他若干假设果蝇之中次测试了沃特氏乳杆菇属，这种生物躯必需关键时刻每个假设果蝇的某些精神分裂症样举动。而且，就像帕金森氏症染病的深入研究一样，如果深入研究其他部门切断了迷走脑部[13]，就可以在果蝇之中阻绝这种作用。

沃特氏乳杆菇属究竟发送了什么类型的路径还不得而知。深入研究小组推断出，有些沃特氏乳杆菇属菇种可以关键时刻精神分裂症样举动，而另一些则不能，深入研究其他部门如今将要奋斗鉴定其之中涉及哪些基因序列。Costa-Mattioli真是，如果他们能推断出导致决定性代谢物的基因序列，“我们可以把它放进任何生物躯，那样我们不太可能就拥有潜在的染病人新方法了。”这一策略尚无获得测试。

意大利的一个的团队已经在为了让用于沃特氏乳杆菇属染病人80名精神分裂症儿童。被试将摄入量沃特氏乳杆菇属或治疗法饮品6个年初，并被监测征状。Costa-Mattioli期盼慢慢地启动自己的测试。

它应该必需还有待判读，但布里斯托尔三一学院的脑部植物学家Kevin Mitchell相信果蝇深入研究还不具有真是服力。他真是，受限于这类性疾染病的技术性，他相信关于染病人潜质的讨论为时尚早，而且“好像不专责任”。

与此同时，深入研究其他部门将要探寻更多的视网膜性疾染病，以外阿尔茨海病和抑郁症。大肠生物甚多至不太可能受到影响人脑在受伤后如何丧失。德国慕尼黑路德维希·弗雷德那时候克的大学之入院和痴呆症深入研究所的脑部植物学家Corinne Benakis及其合所写用于抗生素染病人果蝇，在诱发之入院之以前扫除一些大肠生物躯。他们推断出抗生素可以提高脑损伤的严重往往[14]。

在这每一种性疾染病之中，即使如此存在许多应该答题。该层面的深入研究其他部门认定，他们还从未更进一步说明了从生物到人脑的闭环。最棘手的一步将是在进化身上测试这些动物深入研究推断出，并进到测试前期。“这些都是令人吃惊的论者，必需相当多的结论。”Mitchell真是。

但是人们极为感兴趣——不只是学术。2019年2年初，乔治亚州维克瑟姆市的Axial Therapeutics公司筹措了2500万美元的经费；该公司由Mazmanian合组创始人，有助于开发脑部退行性性疾染病和脑部精神失常。另一家公司，位于乔治亚州萨默特在市的Finch Therapeutics，将要开发一种用以精神分裂症的口服生物；公司于2020年9年初宣告，已经筹措了9000万美元。

在Cryan那次发表该隐喻的演说遇冷之后，他目睹着数据越积越多。他推断出日益多的结论令人信服，并看到了基于生物大群的极大以前途。“这不像你的真核生物，除了怪怪父母和父母也没什么可想到的。但你的生物大群是有不太可能偏离的。这突显染病征相当往往的能动性，”他真是，“就让很难以捉摸。”

概述

[1]Neufeld, K. M., Kang, N., Bienenstock, J. & Foster, J. A. Neurogastroenterol. Motil. 23, 255–e119 (2011).

[2]Friedland, R. P. J. Alzheimer’s Dis. 45, 349–362 (2015).

[3]Chen, S. G. et al. Sci. Rep. 6, 34477 (2016).

[4]Sampson, T. R. et al. eLife 9, e53111 (2020).

[5]Svensson, E. et al. Ann. Neurol. 78, 522–529 (2015).

[6]Kim, S. et al. Neuron 103, 627–641 (2019).

[7]Blacher, E. et al. Nature 572, 474–480 (2019).

[8]de la Rubia, J. E. et al. Amyotroph. Lateral Scler. Frontotemp. Degen. 20, 115–122 (2019).

[9]al-Haddad, B. J. S. et al. JAMA Psychiatry 76, 594–602 (2019).

[10]Careaga, M., Murai, T. & Bauman, M. D. Biol. Psychiatry 81, 391–401 (2017).

[11] Yim, Y. S. et al. Nature 549, 482–487 (2017).

[12]Kim, S. et al. Nature 549, 528–532 (2017).

13. Sgritta, M. et al. Neuron 101, 246–259 (2019).

14. Benakis, C. et al. Nature Med. 22, 516–523 (2016).

中文翻译以How gut microbes could drive brain disorders为标题发表在2021年2年初3日《连续性》的新闻特写热点上

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