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肠神经系统通过调节微生物构成影响肠道健康 精选

已有 1347 次阅读 2017-3-20 08:22 |系统分类:科普集锦|关键词:肠道微生物 肠道健康 肠神经系统 斑马鱼 肠脑

越来越多的研究表明,人体微生物本身数量比人类体细胞多,编码的基因也比人类多。人体微生物对人类的免疫和代谢、生殖和发育、大脑和神经发育、心理和行为、疾病和健康都有影响。肠道微生物和肠道构成的“肠脑”和大脑之间构成了菌-肠-脑轴,肠脑可以影响大脑,大脑也可以影响肠脑,它们之间是双向互通的。然而,目前对它们之间的沟通机制并不了解。


近日,来自美国MIT的Jeff Gore研究组以斑马鱼为模型,构建了肠道神经系统ENS发育异常的突变体,发现这些肠道神经ENS)系统发育异常的个体的肠道炎症水平明显增加,并且肠道中促炎细菌显著增多,而抗炎细菌明显减少。研究结果表明,肠道神经系统通过调节肠道菌群构成来维持肠道健康。


肠道微生物的组成受到ENS的影响?

肠道健康取决于肠道内微生物的高度动态平衡。肠道每隔几分钟就会由肠神经系统(ENS)通过肌肉的收缩和松弛带动肠道的蠕动,进而调节肠道内的环境。肠道微生物群落的平衡对于维持肠道健康和预防慢性炎症是至关重要的。正常的,健康的肠道微生物是适应这种动态环境的,并且这些微生物的组成可能将受到ENS的影响。为了验证这一假设,他们使用了一种模型生物----斑马鱼。


模式动物----斑马鱼

斑马鱼是一种常见的热带鱼,鱼体型纤细,长3~4cm,有似斑马样的条纹而得名。斑马鱼因饲养方便、产卵量大、繁殖周期短、胚胎体外受精和发育、胚胎是透明的,目前,已成为生命科学研究重要的动物模型。经过30多年的研究应用,利用斑马鱼,可以研究生命科学的基础问题,用于研究胚胎和组织器官发育的分子机理,还可作多种人类疾病和肿瘤的模型,用于药物筛选和治疗等。


没有肠神经系统的斑马鱼具有过多的促炎细菌,而缺乏抗炎细菌



在这个研究中,他们构建了Hirschsprung和sox10基因突变的斑马鱼,这种鱼肠道神经系统无法正常发育。他们发现没有ENS的一些突变个体表现高水平的炎症,而其他突变体有正常的肠道。通过检测发炎和健康突变体的肠道细菌,发现发炎个体的肠道中具有过多的促炎细菌,而缺乏抗炎细菌,并能够将炎症传播给具有正常功能的ENS的个体。相反,他们通过施用具有代表性的抗炎细菌菌株或恢复ENS的功能来预防ENS突变体中的发生的炎症。从这些实验,他们得出结论,ENS调节肠道微生物组成来维持肠道健康。


这个研究表明,宿主本身会通过肠神经系统来调节肠道微生物的组成,进而控制肠道的健康状况。为人们了解肠脑的运行提供了证据,也为宿主和共生微生物之间的影响机制提供了可能的途径。


参考资料:Rolig AS, Mittge EK, Ganz J, Troll JV, Melancon E, Wiles TJ, et al. (2017) The enteric nervous system promotes intestinal health by constraining microbiota composition. PLoS Biol 15(2): e2000689. doi:10.1371/journal.pbio.2000689




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2 马军 ykScience

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