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今日《细胞》:肠子里的真菌 竟也会影响行为?


今日,顶尖学术期刊《细胞》杂志在线发表了一篇很有意思的论文。来自康奈尔大学的科学家们发现,肠道里居住的一些真菌居然能影响小鼠的社交行为!这发现不仅拓展了目前关于“脑-肠轴”的研究领域,也让我们愈发了解到,原来居住在动物身体里的小小微生物,也会给行为带来影响。

来源: 学术经纬

 

今日,顶尖学术期刊《细胞》杂志在线发表了一篇很有意思的论文。来自康奈尔大学的科学家们发现,肠道里居住的一些真菌居然能影响小鼠的社交行为!这发现不仅拓展了目前关于“脑-肠轴”的研究领域,也让我们愈发了解到,原来居住在动物身体里的小小微生物,也会给行为带来影响。

 

 

研究相应的新闻稿指出,肠道同时执行着多种看似矛盾的功能——一方面,它们要从外界环境中吸收水分和营养;另一方面,它们还要树起屏障,避免肠道里的微生物入侵血液,造成感染。通常来讲,想要让肠道行使正常功能,就要维持肠道的稳态,这包括肠道微生物的平衡。研究人员们早就知道在肠道微生物中,真菌群体是有机的组成部分。一旦这些真菌菌落被破坏,就会影响肠道功能,甚至引发疾病。然而真菌如何维持肠道稳态,却一直没有得到阐明。

在小鼠模型中,科学家们在肠道里给不同的真菌做了定位,并发现一些特定的真菌总是会在特定的肠道上皮细胞附近积聚,表明它们可能与周边的上皮细胞有着密切的接触。这些被称为黏膜相关真菌(mucosa-associated fungi)的微生物能增强小鼠小肠上皮细胞的功能,使它们能在细菌感染后避免损伤。

有意思的是,这些真菌看似不止是维持肠道的屏障功能。在另一些实验中,科学家们发现肠道里携带这些真菌的小鼠,也会表现出更多的社交行为。相比之下,如果没有这些真菌,小鼠的社交行为就没有那么活跃。根据“脑-肠轴”的相关理论,这可能是来自肠道的真菌,给大脑提供了某种信号,从而改变了大脑的运作,进而影响行为。

为了找到背后的远离,研究人员们进一步做了探索,并发现其中的关键在于一类T细胞。在真菌的作用下,这些T细胞会分泌两种免疫信号蛋白:一种是IL-22,能局部作用于上皮细胞,增强肠道的屏障功能;另一种是IL-17,它能进一步进入血液循环,最终抵达大脑,作用于神经元,从而影响小鼠的社交行为。

为了验证这个发现,科学家们又做了另一个实验。他们使用了一种特殊的小鼠,其神经元上缺乏IL-17的受体。即便它们依旧带有那些真菌,也不会对社交行为产生影响。这个结果也表明真菌对社交行为的改变,的确依赖于IL-17通路。

 

 

▲本研究的图示(图片来源:参考资料[1])

Iliev教授总结指出,该研究发现了主要免疫通路和神经系统之间的直接联系。前者由肠道中的真菌诱导产生,后者可以影响动物行为。

关于这项研究,Iliev教授评论指出“这是一种和谐,是跨越两个不同物种的交流”。未来,研究人员们也打算把重点放在“脑-肠轴”的另一端——脑子,理解在不同脑区,这些信号会产生怎样的影响。新闻稿中指出,一个潜在的可能性在于这些肠道微生物能刺激不同的脑区和免疫系统,从而影响神经炎症调控等多种不同的生物学进程。总的来讲,这打开了一个全新有待探索的领域。

参考资料:

[1] Irina Leonardi et al., (2022), Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity, Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.01.017

[2] Preclinical study finds gut fungi influence neuroimmunity and behavior, Retrieved February 16, 2022, from https://www.eurekalert.org/news-releases/943695

(原文有删减)