社恐与否竟由体内微生物决定，科学家这下真实现“机制难寻，肠道菌群”了...

Posted 2022-12-12 QbitAl

詹士 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

是不是社恐，由体内微生物来决定？？？

最近，俄勒冈大学的一系列研究指向了该说法。

更具体说，研究者们发现，在动物大脑发育的早期关键阶段，肠道内各种微生物群将有助于塑造社交技能相关的大脑系统。

反之，如果缺乏肠道微生物组，动物社会交际能力远低于被移植了微生物组的同龄同类。

目前该结论已引发不少人关注。

科技媒体QuantaMagazine对该发现进行了报道，Reddit上相关帖子也获赞超500。

有网友表示，酸奶要买起来了。（是不是现在喝有点晚？）

也有网友分享了自己的观察，自闭症往往伴随肠胃问题，两者也许有关。

所以，科学家具体观察到了什么？

杀死那个「小透明」的肠道菌群

此次实验研究对象挺有意思，一种斑马鱼，繁殖迅速且天生具备社交性，胚胎发育12-16天即出现聚集、亲属识别、攻击等社交特征。

此外，这种鱼成年前身体大部分透明，这使科学家不必解剖，就能够观察这些「小透明」体内发育情况。

△ 图源：wikicommons

研究团队先对一部分胚胎消毒，再进行无菌化处理，去除其本身的微生物群，再在发育7天后，为其接种正常微生物群，观察其社交行为。

同时，培养一个对照组（CVZ），让它们从第零天就植入肠道微生物组并自然生长。

结果显示，无菌又植入微生物的斑马鱼（XGF组，下同）相比微生物组正常生长的对照组，社交行为频率明显减少。

且对比同龄鱼，随鱼群游动的轨迹（下图青色XGF组）也更容易偏离和不定。

同时，研究者还对它们的视觉进行刺激，观察反应及其游动速度，并未发现明显差异，说明相关微生物群并不影响感官和运动能力。

为进一步探究原因，他们通过显微镜观察了重新植入微生物群的斑马鱼大脑神经元发育情况，发现了明显的结构差异。

更早的研究已证明，动物正常社交行为与一种名为vTely321的神经元有关。在此次实验中，研究者发现无菌处理后的胚胎发育中vTely321神经元有明显减少。

此外，相比对照组，无菌处理过的斑马鱼vTely321神经突触表现出更深度「树枝化」特点。且该过程持续到了其幼年发育晚期。

具体如下图，上部为自然生长的对照组，下部为无菌处理再植入微生物的XGF组：

上述现象使研究者认为，肠道内多种类的微生物群能左右生物社交能力的vTely321神经元分化生长。

更进一步，研究者推测肠道微生物群与生物体内小胶质细胞有关。

因为此类细胞在胚胎大脑快速发育关键期，主要负责「修建」神经元过于庞杂的手臂，抑制树枝化。

通过观察，他们发现的确无菌处理后（GF组）小鱼脑内小胶质细胞比对照组更少：

由此，研究者确认肠道微生物群将影响生物发育中的小胶质细胞器发挥作用。

值得一提的是，肠道微生物群影响斑马鱼社交能力现象并非特例。

同样来自俄勒冈州大学该实验室的另一项实验中，科学家发现斑马鱼vTely321神经元与小鼠的社交相关神经元簇，在基因表达、功能等方面有高度重叠。

下图中，第一列为斑马鱼vTely321神经元在胚胎发育中的表达情况，二三列为小鼠两种CGN神经元的表达情况，科学家以标记方式观察，发现了高度相似：

不过科学家也提醒，不同生物的神经通路有所不同，在未来，他们还将继续研究肠道微生物群如何影响大脑原理，尤其在人类身上的影响情况。

此外，他们还希望寻找干预方式让微生物群造成的大脑发育问题重新恢复。

团队介绍

最后认识一下上述研究的幕后团队，他们来自俄勒冈大学神经科学研究所。

一系列研究的主导科学家包括Judith S. Eisen以及Philip Washbourne等人。

Philip Washbourne及其团队侧重研究遗传分子及细胞领域对动物社会行为的影响。

Judith S. Eisen团队主要关注脊椎动物的神经系统，包括：神经多样性如何产生、神经回路连接及微生物与宿主在神经发育中作用的关系。

参考链接：
[1]https://www.quantamagazine.org/the-gut-microbiome-helps-social-skills-develop-in-the-brain-20221115/
[2]https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001838#sec001
[3]https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-022-08879-w
[4]https://ion.uoregon.edu/