細(xì)菌真地也會(huì)在我們的大腦中安家嗎？
中國微生物菌種查詢網(wǎng) / 2018-12-04 10:19:09
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 我們知道腸道中的細(xì)菌群體對(duì)我們的健康有很大的影響。這些相同的細(xì)菌可能會(huì)在我們的大腦中安家嗎?在美國加州圣地亞哥市舉辦的2018年美國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)(Society for Neuroscience)年會(huì)上呈現(xiàn)的一張海報(bào)引起了人們對(duì)高分辨率細(xì)菌顯微圖的關(guān)注，這些顯微圖表明這些細(xì)菌明顯地穿入和棲息在健康人類大腦的細(xì)胞中。這項(xiàng)研究是初步的，而且它的作者們謹(jǐn)慎地指出，他們從尸體中采集的組織樣本可能已被污染。但是對(duì)于展廳內(nèi)的許多路人而言，細(xì)菌可能直接影響大腦中的過程---可能包括神經(jīng)系統(tǒng)疾病的產(chǎn)生過程---是令人振奮的。
美國加州大學(xué)洛杉磯分校神經(jīng)科學(xué)家Ronald McGregor(未參與這項(xiàng)研究)說，“它就像是[大腦中的]一個(gè)全新的分子工廠，具有它自己的需求......這太令人興奮了?！?br />
大腦是一個(gè)受到保護(hù)的環(huán)境，通過包圍著它的血管的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)部分地阻擋血液中的內(nèi)含物。成功地穿透這種血腦屏障的細(xì)菌和病毒會(huì)導(dǎo)致危及生命的炎癥。一些研究已提出距離較遠(yuǎn)的微生物---那些生活在我們腸道中的微生物---可能會(huì)影響情緒和行為，甚至影響神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但是是通過間接方式影響的。比如，腸道微生物組平衡受到破壞可能會(huì)增加一種不好的蛋白的產(chǎn)生。如果這種蛋白沿著將腸道與大腦連接在一起的神經(jīng)向上移動(dòng)時(shí)，那么它可能會(huì)導(dǎo)致帕金森病。
美國阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校神經(jīng)解剖學(xué)家Rosalinda Roberts指出，如果這是真的，那么這就表明微生物與大腦之間存在著意想不到的親密關(guān)系。
她的實(shí)驗(yàn)室研究了死后數(shù)小時(shí)內(nèi)保存的腦組織切片，以便尋找健康人與精神分裂癥患者之間的差異。大約5年前，神經(jīng)科學(xué)家Courtney Walker(當(dāng)時(shí)是Roberts實(shí)驗(yàn)室的一名本科生)，對(duì)這些腦組織切片的精細(xì)圖片中出現(xiàn)的未被識(shí)別出的桿狀物體著迷不已。Roberts之前看到過這些形狀。她說，“但是我僅是對(duì)它們不予理會(huì)，這是因?yàn)槲艺趯ふ覄e的東西。我會(huì)說，‘哦，這些東西又來了。’”
但是Walker堅(jiān)持不懈，而且Roberts開始咨詢阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的同事們。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。她的團(tuán)隊(duì)如今已在他們檢查過的每個(gè)大腦樣本的某個(gè)地方發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌---總共有34個(gè)大腦樣本，其中大約一半來自健康人，另一半來自精神分裂癥患者。
Roberts想知道在人死亡和大腦移除之間的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，腸道內(nèi)的細(xì)菌是否會(huì)從血管滲漏到大腦中。因此，她觀察了健康的小鼠大腦，這些小鼠的大腦在它們死亡后立即被保存。她觀察到更多的細(xì)菌。隨后，她研究了無菌小鼠的大腦，這些小鼠經(jīng)過精心培養(yǎng)而缺乏微生物生命。它們都是無菌的。
RNA測序顯示大多數(shù)細(xì)菌來自腸道中常見的三種門：厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)。Roberts并不知道這些細(xì)菌是如何進(jìn)入大腦中的。它們可能已穿過血管，從腸道沿著神經(jīng)向上行走，甚至通過鼻腔進(jìn)入。她不能確定它們是有益的還是有害的。她沒有觀察到任何炎癥存在的跡象，這提示著與健康的大腦相比，迄今為止不能夠定量地確定它們，或者系統(tǒng)性地比較精神分裂癥患者的大腦和健康認(rèn)的大腦。如果事實(shí)證實(shí)存在重大差異，那么未來的研究可能探究這種提出的“大腦微生物組(brain microbiome)”如何維持或威脅大腦健康。
在這項(xiàng)對(duì)這些電子顯微圖片的初步研究中，Roberts團(tuán)隊(duì)觀察到常駐的細(xì)菌具有令人費(fèi)解的偏好性。它們似乎棲息在星形膠質(zhì)細(xì)胞中，其中星形膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元相互作用并支持它們。特別地，這些細(xì)菌聚集在包圍著血腦屏障中的血管的星形膠質(zhì)細(xì)胞的末端中和周圍。在神經(jīng)元的被髓磷脂隔離的較長投射中，它們似乎也更加豐富。Roberts無法解釋這些偏好性，但想知道細(xì)菌是否被這些腦細(xì)胞中的脂肪和糖所吸引。
為什么沒有更多的研究人員觀察到大腦中的細(xì)菌?Roberts說，其中的一個(gè)原因可能就是很少有研究人員對(duì)死后大腦進(jìn)行電子顯微鏡檢查。神經(jīng)科學(xué)家可能---就像她最近所做的那樣---無視或未能識(shí)別他們獲得的大腦樣本中的細(xì)菌。
Roberts承認(rèn)她的團(tuán)隊(duì)仍然需要排除污染。比如，來自空氣或手術(shù)器械的微生物是否可以在大腦樣本提取過程中進(jìn)入大腦組織?她計(jì)劃尋找這樣的證據(jù)。她還想排除儲(chǔ)存小鼠大腦時(shí)引入細(xì)菌或讓細(xì)菌滋長的解決方案。Roberts指出，在這張海報(bào)的參觀者中，“有一些懷疑論者”。她說：“我也部分上對(duì)此表示懷疑?！钡羌词辜?xì)菌從未真正地在活的大腦中茁壯成長，它們?cè)谒篮蟠竽X中的入侵模式也是令人關(guān)注的。
美國馬里蘭大學(xué)精神病學(xué)家Teodor Postolache說，“即便我們確實(shí)擁有Roberts提出的大腦微生物組，還有很多事情需要研究?！彼芯苛思纳x剛地弓形蟲(Toxoplasma gondii)，它侵入大腦但并不總是引起明顯的疾病。他說，“我對(duì)其他事物能夠存在于大腦中并不感到吃驚，但是當(dāng)然，如果是這樣的話，這就是革命性的。”他說，如果這些常見的腸道細(xì)菌經(jīng)常性和良性地存在于腦細(xì)胞內(nèi)部和周圍，那么它們可能在調(diào)節(jié)大腦的免疫活動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。 “確切地證實(shí)這一點(diǎn)是一條漫長的道路，”他說，但是“這是一條激動(dòng)人心的道路?！?br />