肠道微生物群越来越被认为是宿主免疫和大脑健康的重要调节剂。衰老过程会导致微生物群发生巨大变化,这与老年人群的健康状况不佳和虚弱有关。
然而,关于肠道微生物群在衰老过程中对大脑健康和神经免疫的机制作用的证据有限。
《自然-衰老》发表的一项研究称,移植年轻小鼠的肠道菌群给老年小鼠,能抵消小鼠大脑中与衰老相关的特定改变。这些发现表明,此类移植对衰老相关的认知衰退或有治疗潜力。人体内和体表生活的微生物会对健康产生影响并随年龄变化。那些导致慢性炎症、代谢功能紊乱和疾病的微生物,可能会逐渐取代“友好”微生物——对新陈代谢和免疫系统产生有益影响的那些微生物。肠道微生物塑造局部免疫,但也可能影响大脑的衰老,增加神经退行性疾病风险。爱尔兰科克大学的John Cryan,Marcus Boehme 和同事移植了年轻小鼠(3-4月龄)或老年小鼠(19-20月龄)的粪便微生物群给老年小鼠(19-20月龄)。研究团队发现,来自年轻供体的微生物群移植逆转了与衰老相关的外周和大脑免疫差异,以及衰老受体小鼠的海马代谢组和转录组。最后,当移植到老年宿主中时,来自年轻供体的微生物群会减弱与年龄相关的认知行为的选择性损伤。研究结果表明,微生物组可能是促进健康衰老的合适治疗靶点。未来还需进一步研究,探索特定细菌或其代谢物如何起作用。我们肠道中的肠神经系统(ENS)的运作方式与大脑和脊髓中的其他神经网络非常相似,以至于它经常被称为“第二大脑”。澳大利亚弗林德斯大学的科研人员利用最近开发的高分辨率视频记录与生物电活动分析相结合的技术,能够研究老鼠的结肠,特别是肠道内内容物移动的方式。其中一个重要发现是,他们发现了肠神经系统(ENS)内部的数千个神经元是如何相互沟通的,从而导致胃肠道收缩,以帮助消化过程。到目前为止,我们还不清楚这些神经元是如何联合起来做到这一点的。这项研究发表在《通讯生物学》(Communications Biology)杂志上。澳大利亚弗林德斯大学的神经生理学家尼克·斯宾塞(Nick Spencer)说:“有趣的是,无论是推进式收缩还是非推进式收缩,都激活了相同的神经回路。”研究小组发现,大量神经元连接在一起,通过兴奋性(引起动作)和抑制性(阻止动作)运动神经元,推动结肠内容物进一步深入肠道。这一发现意味着ENS是由更先进的电路网络组成的,覆盖了更广泛的肠道区域,涉及的不同类型的神经元数量比之前认为的要多。另一个重要的发现是,这种活动与身体周围没有内置神经系统的其他肌肉器官(如淋巴管、输尿管或门静脉)的推进力明显不同。研究人员在论文中解释说:“发现的机制比预期的要复杂得多,与其他中空平滑肌器官的流体推进有很大的不同。”研究小组称,这支持了肠神经系统(ENS)实际上是“第一个大脑”而不是第二个大脑的假设,这表明它可能在我们现在的大脑形成之前很久就已经在动物身上进化了。如果这是真的,其影响将远远超出老鼠的肠道——尽管还需要进一步的研究来弄清楚肠神经系统的活动,是如何影响不同物种的胃肠道工作的。在许多脊椎动物的神经系统中,大量神经元的同步活动是很常见的。
- Boehme, M., Guzzetta, K.E.,Bastiaanssen, T.F.S. et al. Microbiota from young mice counteracts selectiveage-associated behavioral deficits. Nat Aging (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-021-00093-9
- https://www.sciencealert.com/we-have-a-brain-like-system-in-our-guts-and-it-may-have-evolved-before-brains-did
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