Microbiome：研究发现肠道细菌可能通过miRNAs影响焦虑
2017年8月25日发表在Microbiome上的一项研究揭示了肠道细菌影响焦虑样行为的可能机制。来自科克大学APC微生物研究所的研究人员通过研究肠道细菌和被称为microRNAs(miRNAs)的生物分子之间的联系，发现在无菌小鼠的大脑中，有大量的miRNAs发生了变化。这些小鼠在无菌环境中长大，通常表现出异常的焦虑，在社交能力和认知上有缺陷，而且抑郁行为有加重的趋势。
无菌雄性小鼠杏仁核和前额皮质中的miRNA表达失调
Gerard Clarke博士说：“肠道微生物似乎会影响杏仁核以及前额皮质的miRNAs。这一点很重要，这些miRNAs可能会影响对中枢神经系统和大脑区域（如杏仁核和前额皮质）的功能至关重要的生理过程，这些都与焦虑和抑郁有很大关联。
miRNAs是短序列的核苷酸，它可以调控基因表达的方式。miRNA失调或功能障碍被认为是导致与压力相关的精神疾病、神经退行性疾病和神经发育异常的潜在因素。大脑中miRNA的变化与焦虑样行为有关。
Clarke博士说：“调节大脑中的miRNAs可能是治疗精神疾病的可行方案，但该领域的研究面临一些挑战,例如,找到安全、生物稳定而且能够穿过血脑屏障作用于大脑中指定区域的化合物。我们的研究表明，在开发miRNAs的治疗潜力时遇到一些障碍，而通过靶向肠道微生物组可以清除这些障碍。”
研究人员发现，跟普通小鼠相比，无菌小鼠的杏仁核和前额皮层分别有103和31个miRNAs的水平是有差异的。移植正常肠道微生物群后小鼠大脑中的有些miRNAs趋于正常。
研究结果表明，健康的微生物组对于大脑区域内的miRNAs的适当调控是必要的。作者们表示：“之前的研究表明，改变肠道微生物组会影响焦虑样行为。但是，将肠道微生物组与杏仁核以及前额叶皮层的miRNAs联系起来，这是第一次。”
研究人员使用二代测序(NGS)来找出哪些miRNAs在以下四组小鼠的杏仁核和前额皮质中有差异：对照小鼠组，即肠道微生物群正常的；无菌小鼠组，即出生时无菌而且一直饲养在无菌环境中； ex-无菌小鼠组，即通过将无菌小鼠与对照小鼠组一起饲养使其肠道定殖细菌而获得的；灭菌的成年小鼠组，即本来肠道有菌，后来用抗生素杀灭正常微生物群的。每组10-12只。
他们发现，因抗生素处理而减少的成年小鼠的微生物群会影响其大脑中的一些miRNAs，使miRNAs的种类和丰度与无菌小鼠的类似。作者们表示：“这表明，即使早期生活存在健康的微生物群，但成年后微生物群发生的变化也会影响大脑中的miRNAs，而这与焦虑样行为相关。”
作者指出，肠道菌群能够影响大脑中miRNAs的确切机制目前还不清楚。虽然研究表明，微生物群对miRNAs的影响不只在一种物种 (小鼠和大鼠)中出现，但在这些发现转化为临床应用之前，还需进一步研究肠道细菌、miRNAs和焦虑样行为之间可能存在的联系。
Clarke博士说：“这是早期阶段的研究，但是，可能可以通过靶向微生物群对特定大脑区域的miRNAs施行特定的影响。而这种可能性是很有吸引力的。”
参考文献: Alan E. Hoban et al, Microbial regulation of microRNA expression inthe amygdala and prefrontal cortex, Microbiome (2017). DOI: 10.1186/s40168-017-0321-3
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