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Sci Adv:特殊分子或能将肠道微生物组和大脑功能联系起来

来源:本站原创 2020-03-18 15:10

2020年3月18日 讯 /生物谷BIOON/ --日前,一篇发表在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自格拉斯哥大学等机构的科学家们通过研究描述了一种新型分子,其能建立肠道微生物组和大脑之间的直接关联,该分子或能导致临床前小鼠模型机体中大脑细胞功能的抑制。

图片来源:CC0 Public Domain

这项研究中,研究人员在小鼠的肠道和大脑中鉴别出了两种新型的细菌分子,他们利用质谱成像技术(MSI,mass spectrometry imaging)在这些分子扩散到大脑不同部位之前绘制出了其分子图谱,这些分子是由肠道微生物组的细菌所产生的。在小鼠大脑特殊区域中发现的特殊分子与肉碱(carnitine)拥有相似的结构,肉碱是用来帮助燃烧脂肪产生能量的特殊分子。

肠道微生物组的改变往往与多种神经性疾病发生直接相关,然而目前研究人员并未得到证据表明肠道微生物组的化合物与大脑之间存在直接的相互作用。研究者Donal Wall说道,肠道微生物组和大脑之间的交流沟通如今被认为在机体神经健康上扮演关键角色;文章中研究人员所使用的新技术或能帮助阐明肠道微生物组和大脑之间的分子交换,这在很多疾病中可能具有非常重要的生物学意义。

研究者表示,肠道微生物组的改变或与多种神经性疾病有关,理解其二者之间的微生物沟通机制或许对于阐明某些疾病的发病机制非常重要;这项研究中,当肠道微生物组化合物进入到小鼠大脑后其会模拟并与肉碱分子一起影响小鼠大脑的功能,这或许是该研究领域的一大发现。文章中,研究人员首次机械性地描述了微生物分子能够抑制中枢神经系统的线粒体的功能,肠道微生物组所产生的两种新型分子首先会进入小鼠模型的大脑中,并能集中起来对抗肉碱分子的功能。

最后研究者Richard Burchmore表示,基于小鼠模型大脑中这些特殊分子的功能和位置,目前我们需要深入研究来调查微生物组在神经性疾病发生状况下扮演的关键角色,尤其是描述线粒体功能异常的部位,以及肠道微生物组是如何及在哪里被干扰的;诸如质谱成像技术等先进的成像技术或能帮助科学家们深入发现样本中的一些细节性分子事件,本文研究就是一个很好的例子,质谱成像技术就能作为一种创新的技术被研究者利用,从而得到一些非常有价值的科学证据,并帮助解析此前研究者并不知晓的分子关联。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Heather Hulme, Lynsey M. Meikle, Nicole Strittmatter, et al. Microbiome-derived carnitine mimics as previously unknown mediators of gut-brain axis communication, Science Advances (2020). DOI:10.1126/sciadv.aax6328

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