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粪便移植使老鼠的大脑重拾年轻活力

New Scientist2026年6月19日 17:48

一幅显示老鼠肠道内衬的扫描电子显微镜图像,其中有几种细菌(绿色)和一个红细胞(红色)CJC 版权:IKELOS GmbH/Dr. Christopher B. Jackson/Science Photo Library 粪便微生物移植(FMT)可能使衰老的大脑变得像年轻的大脑一样适应。我们的肠道微生物群与抑郁症的风险相关,甚至可能在塑造我们的人格方面发挥作用。然而,在这项研究中,首次显示老鼠在接受来自年轻动物的肠道微生物群的FMT后,经历了大脑可塑性显著改善。这意味着它们能够克服与弱视类似的病症,弱视通常仅在儿童时期才能有效治疗。挪威奥斯陆 metropolitan 大学的 Parisa Gazerani 表示:“这项研究表明,微生物群落可能帮助调节大脑发展的重要时期,通过定义高度可塑性的发育窗口何时打开和关闭。”她并未参与这项研究。“这表明肠道微生物群可能是一个活跃的发育伙伴,帮助塑造神经回路的成熟,与感官体验、免疫活动和遗传编程并行。” 神经可塑性是大脑重塑自身的能力,这意味着像弱视这样的状况可以通过暂时遮盖较强眼睛来治疗儿童。这迫使大脑形成新的连接到较弱的眼睛,从而改善整体视力。然而,塑性在年轻时达到顶峰,在青春期时随着我们的大脑自然修剪未使用的连接而逐渐减少。意大利比萨的圣安娜高级研究学校的 Paola Tognini 和她的同事们希望看看肠道微生物群是否参与其中,并是否可以操纵以增强成年人的大脑可塑性。他们首先每天给21天大的小鼠高剂量的广谱抗生素溶解在水中,持续10天,发现与对照组(饮用未处理水的小鼠)相比,它们的肠道微生物群发生了显著变化。这包括与短链脂肪酸产生有关的细菌家族较低,例如 Lachnospiraceae,其具有神经保护特性。然后每只小鼠的一个眼睛被封闭三天。之后,当研究人员成像每只眼睛的神经反应时,他们发现只有对照小鼠显示出神经可塑性的证据,其大脑对保持开放的眼睛的刺激反应更加明显。为了研究可能导致变化的原因,团队进行了RNA测序,以揭示小鼠视觉皮层中的哪些基因被激活。“我们发现接受抗生素鸡尾酒的动物有显著的变化,”Tognini说。在这些小鼠中,与对照小鼠相比,有超过1000个基因表现出不同的表达。这些基因包括与髓鞘形成有关的基因(神经被包裹在保护鞘中)和血脑屏障的通透性。最后,研究团队将约30天大的小鼠的粪便微生物群移植到4个月大的成年小鼠中,而对照组则接受来自其他成年小鼠的移植。只有接受年轻微生物群的小鼠的大脑在眼睛封闭实验中表现出神经可塑性。如果这也适用于人类,那么影响可能是巨大的,爱尔兰科克大学的 Harriët Schellekens表示。“这将表明微生物群不仅对早期的大脑发育重要,而且可能在晚些时候被针对以增强学习、伤后恢复或在衰老和神经疾病中的弹性,”她说。“挑战将是识别具体的微生物代谢物或菌株,而不是依赖粗糙的微生物群移植。”然而,Gazerani表示,直接推断到人类身上为时尚早,主要是因为我们的大脑更复杂,我们的微生物群受到饮食和生活方式的强烈影响。Gazerani还表示,这项研究引发了关于早期抗生素暴露潜在长期影响的问题,特别是如果剂量较高且持续时间较长。“虽然抗生素仍然是挽救生命的药物,在临床上有必要时不应被推迟,但这些发现强调了在关键发育窗口期间谨慎使用它们的重要性,”她说。话题:

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