加州大学：一文读懂微生物区系-肠道-脑轴
来源：生物谷 2021-05-27 15:06
2021年5月26日讯/生物谷/BIOON/---加州大学研究者在Cell杂志上发表了快照文章"SnapShot： The microbiota-gut-brain axis"。作者详细介绍了肠道微生物群对大脑发育的影响，肠道微生物群和大脑之间的主动交流方式（免疫，内分泌，神经元，通信路由之间的串扰）等。图片来源：https：//doi.org/10.101
2021年5月26日讯/生物谷/BIOON/---加州大学研究者在Cell杂志上发表了快照文章"SnapShot： The microbiota-gut-brain axis"。作者详细介绍了肠道微生物群对大脑发育的影响，肠道微生物群和大脑之间的主动交流方式（免疫，内分泌，神经元，通信路由之间的串扰）等。
图片来源：https：//doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.022
肠道微生物区系从生命的最早阶段就开始影响宿主的生理特性。肠道微生物区系的改变可能对器官系统(包括大脑)的发育至关重要的关键过程有害。对无菌饲养、使用抗生素治疗或受到改变母体或出生后早期微生物群的环境因素的动物的研究报告表明，通过调节神经元的产生、特性和成熟，大脑免疫、血脑屏障通透性、脑结构和神经回路出现异常。这些影响可能会持续整个成年生活，并容易导致长期的行为缺陷，这突显了在关键的神经发育窗口中平衡微生物群的重要性。虽然微生物群影响胎儿体内平衡的证据正在迅速出现，但仍需要进一步的研究来揭示肠道微生物调节早期大脑发育和成熟的确切机制。
肠道微生物群与肠道免疫系统有密切的相互作用。微生物产品，包括代谢物，如短链脂肪酸(SCFA)和膜成分，如多糖A，形成免疫动态平衡和局部对促炎或抗炎状态的免疫反应。微生物与局部免疫细胞的相互作用可能会导致胃肠道以外的功能变化-例如，通过改变细胞因子释放到全身循环中，或者通过调节其他身体部位(包括大脑)的免疫细胞。除了微生物对外周免疫细胞的影响外，肠道微生物区系也被报道调节小胶质细胞的发育、成熟和功能，小胶质细胞是脑内驻留的免疫细胞。在神经炎性疾病的背景下，血脑屏障通透性的改变可以促进微生物产物的通过和外周免疫细胞对脑实质的入侵。发源于大脑的炎症可以改变肠道微生物群的组成，从而导致肠道生物失调加剧神经免疫反应和加重大脑病理和行为的恶性循环。这些炎症源自大脑，对中风等病症的反应可能会改变肠道微生物群的组成，从而导致肠道生物失调加剧神经免疫反应，加重大脑的病理和行为。
微生物产物和代谢产物，如次级胆汁酸、吲哚衍生物和单链脂肪酸，可以通过肠内分泌细胞(EECS)和肠嗜铬细胞(ECCs)发出信号，调节神经肽(如食欲调节激素GLP1)和神经调节剂(如激素和神经递质5-羟色胺)的分泌。此外，肠道细菌的亚群可以直接合成和释放神经递质和神经调节剂。如果它们被吸收并释放到门脉循环中，它们直接影响中枢神经元活动的潜力将取决于它们穿越血脑屏障的能力。肠道微生物区系也被报道与下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴介导的神经内分泌信号通路具有双向相互作用。应激诱导的HPA轴的激活影响胃肠功能，随后改变肠道微生物群的组成。相反，肠道微生物区系的耗竭改变了HPA轴的功能，这在微生物区系缺陷小鼠体内稳态期间糖皮质激素水平的变化和对压力的反应中得到了证明。
肠道微生物群与脑之间的主动交流
图片来源：https：//doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.022
微生物区系-肠道-脑轴涉及器官系统之间复杂的相互作用，这些相互作用通过多个途径和不同的时间尺度发生。新的分子和细胞介体不断涌现，有可能揭示行为背后的整合系统相互作用的基本见解，以及进一步确定治疗大脑和行为障碍的新靶点的前景。需要继续进行研究，以揭示在健康和疾病中跨微生物区系-肠道-脑轴信号传递的基本原理和精确机制。（生物谷 Bioon.com）
参考资料
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