和“老”鼠同住一個(gè)月，“小”鼠變笨了

來源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

編譯：徐銳

近日，一項(xiàng)發(fā)表于《自然》的研究發(fā)現(xiàn)，隨著小鼠年齡增長(zhǎng)而大量繁殖的一種腸道細(xì)菌會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知能力下降。這種細(xì)菌會(huì)干擾連接腸道和大腦的感覺神經(jīng)的信號(hào)傳遞。

圖片來源：攝圖網(wǎng)

在英國(guó)東英吉利大學(xué)生物化學(xué)家David Vauzour看來，盡管實(shí)驗(yàn)是在小鼠身上進(jìn)行的，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的腸-腦回路很可能也存在于人身上。如果這一推測(cè)得到確認(rèn)，那么這項(xiàng)研究可能揭示了一種人的記憶力和學(xué)習(xí)能力隨年齡增長(zhǎng)而自然下降的機(jī)制，并且為能夠逆轉(zhuǎn)這種衰退的腸道靶向療法研發(fā)帶來希望。

“人上年紀(jì)后，需要戴老花鏡和助聽器。”論文作者、美國(guó)斯坦福大學(xué)免疫學(xué)家Christoph Thaiss說，正如衰老會(huì)導(dǎo)致生物對(duì)外部世界的感知能力下降一樣，它也可能導(dǎo)致對(duì)內(nèi)部信號(hào)感知能力的喪失。

為此，研究團(tuán)隊(duì)探究了腸道微生物的衰老影響。他們將兩個(gè)月大的年輕小鼠與18個(gè)月大的年老小鼠放在一起飼養(yǎng)。這就好比讓一個(gè)十幾歲的年輕人與一個(gè)50多歲的中老年人生活在一起。

在同一個(gè)籠子里生活一個(gè)月后，年輕小鼠在迷宮任務(wù)和另一項(xiàng)記憶測(cè)試中的表現(xiàn)逐漸與年老小鼠趨同。在記憶測(cè)試中，小鼠通常能記住之前見過的物體，因此會(huì)花更多時(shí)間探索新物體。但與年老小鼠同住的年輕小鼠卻在熟悉物體和新物體上花的時(shí)間相同，這樣的表現(xiàn)和年老小鼠一樣，表明它們已經(jīng)喪失了短時(shí)記憶。

“這些年輕小鼠基本上與年老小鼠沒什么兩樣?！闭撐淖髡?、美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Timothy Cox說，“這簡(jiǎn)直令人難以置信。”

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，年輕小鼠的微生物群落變得與年老小鼠相似。由于生活在一起并食用對(duì)方糞便，腸道微生物很容易在小鼠間傳播。研究人員懷疑，年老小鼠腸道中的一種或多種細(xì)菌可能是導(dǎo)致認(rèn)知能力下降的原因。

于是，研究人員給年輕小鼠定植各種細(xì)菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將戈氏副擬桿菌移植到年輕小鼠體內(nèi)時(shí)，它們記住之前見過的物體的能力變差了；使用抗生素消除年老小鼠腸道細(xì)菌或采用噬菌體療法殺死戈氏副擬桿菌，都能改善小鼠在記憶測(cè)試中的表現(xiàn)，達(dá)到與年輕健康小鼠相當(dāng)?shù)乃?/strong>。

研究人員對(duì)戈氏副擬桿菌進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，這種細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生大量的中鏈脂肪酸， 后者有助于形成細(xì)胞膜以及代謝副產(chǎn)物。中鏈脂肪酸通過GPR84受體激活巨噬細(xì)胞。通過對(duì)小鼠大腦進(jìn)行成像以及開展抑制或激活感覺神經(jīng)等一系列實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞被激活時(shí)會(huì)釋放炎癥分子，抑制迷走神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)。迷走神經(jīng)是連接大腦與腸道等器官的關(guān)鍵回路。論文作者、斯坦福大學(xué)免疫學(xué)家Maayan Levy指出，這會(huì)阻斷腸道與大腦之間的信息交流，從而導(dǎo)致認(rèn)知能力下降。

“這是微生物對(duì)大腦衰老十分重要的確鑿證據(jù)?！睈蹱柼m科克大學(xué)的John Cryan表示，該研究表明，作用于腸道的療法或許能夠阻止或逆轉(zhuǎn)大腦衰老，“也許我們可以通過飲食來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)”。