研究人员今天在《细胞》杂志报告称,给予患有自闭症样症状的小鼠人类肠道微生物剂量有助于逆转其行为问题。这种治疗还减轻了动物的胃肠道问题,这些问题与人类自闭症患者常伴有的问题类似。
这项工作建立在加州理工学院(Caltech)帕萨迪纳分校的神经生物学家保罗·帕特森之前的研究基础上。2012年,他和他的团队通过向怀孕小鼠注射一种模拟病毒感染的化学物质,创造出患有自闭症样症状的小鼠;这些动物随后产下的后代比野生型动物更不善于社交,也更焦虑。这些患有自闭症的小鼠也患有“肠漏症”,即肠壁破裂,使物质渗漏。多项研究发现,患有自闭症的人类也更有可能患有胃肠道疾病,这表明这两个问题可能存在关联。
为了研究肠道可能在动物症状中起什么作用,帕特森和他在加州理工学院的同事对生活在小鼠肠道中的细菌进行了普查。他们发现,患有自闭症症状的小鼠体内一种名为脆弱拟杆菌的细菌水平较低,而这种细菌通常存在于小鼠肠道中。当研究人员给这些小鼠喂食脆弱拟杆菌后,这些动物开始表现得更正常,它们的胃肠道症状也得到了改善。
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化学失衡
接下来,研究人员试图通过检查自闭症小鼠和野生型小鼠的血液中指示细胞在体内如何工作的化学物质,来确定细菌如何与大脑“对话”。他们发现,患有自闭症症状的小鼠血液中一种名为 4-乙基苯基硫酸盐 (4EPS) 的化学物质水平比对照组高 46 倍。这种物质在结构上与一种名为对甲酚的化学物质相似,而对甲酚在自闭症患者体内含量升高。
当研究人员将 4EPS 注射到野生型小鼠体内时,它们开始表现得像未经治疗的自闭症小鼠一样——强迫性地重复某些行为,并在迎接其他小鼠时发出不同的吱吱声。该研究的共同作者,加州理工学院的神经科学家 Elaine Hsiao 表示,尽管目前尚不清楚 4EPS 是否由脆弱拟杆菌产生,但它似乎确实是由肠道细菌产生的。
“令人难以置信的是,重新引入这种细菌就能逆转所有这些广泛的变化,”爱尔兰科克大学学院的药理学家 John Cryan 说。尽管许多轶事报告和小规模研究表明,益生菌细菌(如酸奶中发现的细菌)和抗生素可以帮助缓解自闭症症状,但 Cryan 表示还需要进行更多研究。由于人类自闭症有多种类型,因此重要的是要研究不同症状可能如何受到不同微生物的影响。Cryan 补充说,另一个问题是,症状由母体感染引起的小鼠的微生物群,是否与那些有自闭症样症状遗传倾向的小鼠的微生物群不同。
“我认为现在有足够的概念验证,人们可以开始研究益生菌细菌以改善人类的大脑功能,”加拿大安大略省麦克马斯特大学的胃肠病学家 Stephen Collins 说。他说,下一步将是更精确地确定不同细菌如何利用免疫系统、代谢系统和神经系统来影响大脑。