肠道微生物群：神经发育的潜在调节者

我们大脑的发育是一个复杂的过程，从怀孕的第三周开始，到出生后的第三周，一直持续到青春期晚期。这一过程的一部分是遗传编码的，然而经验和环境刺激在精炼神经元回路中起着基础性作用。在出生后，皮质和皮质下结构发生了显著的重塑。特别是，属于感觉系统的神经元回路遇到了重要的经验依赖性重塑。

在被称为敏感期的首选机会窗口期间，大脑电路对环境输入特别具有可塑性。此外，关键时期是特殊的感觉时期，在这一时期，经验的影响会导致不可逆转的大脑变化。在人类中，停止母乳喂养是成人微生物组组装的主要决定因素之一，饮食可以迅速改变共生细菌的组成。肠道微生物群与宿主免疫系统的发育以及在传染病期间形成其反应有关。共生细菌有助于控制宿主能量代谢和代谢稳态。

肠道微生物群参与了人类的行为调节。大多数研究都集中在微生物对成人中枢神经系统（CNS）的影响上。然而，一些证据似乎表明微生物群也可能参与神经回路的发育，并且生命早期的健康微生物群可能对正确的神经发育起着关键作用。停止母乳喂养对微生物组的成熟非常重要，而在同一时期，大脑在回路和突触水平上面临着戏剧性的重塑。因此，在出生后的发育过程中，微生物群可能以某种方式影响和促进神经回路的完善。

我们的大脑受到各种环境输入的影响，这些环境输入可以塑造突触连接和神经元回路，进而影响行为和学习过程。神经发育的关键时期是一个机会之窗，在这个机会之窗中，神经回路具有极强的可塑性，很容易根据经验进行重塑。然而，大脑也更容易受到可能导致发育轨迹改变的异常刺激。有趣的是，出生后的大脑发育与肠道微生物群的成熟是平行的：共生生态系统遍布我们的胃肠道。最近的发现已经开始揭示肠道微生物组和神经生理学过程之间意想不到的联系。事实上，共生细菌似乎能够通过机制影响宿主的行为结果和神经化学，但这些机制尚不清楚。值得注意的是，肠道菌群作用的有效性似乎取决于出生后宿主肠道微生物信号到达大脑的时间，这表明这种微生物群驱动的宿主神经元功能和行为形成的关键时期具有迷人的可能性。因此，了解肠道生态系统在发育过程中对神经元回路功能和可塑性的影响的重要性以及相关分子机制的发现，将为确定新的、有希望的，强大的基于微生物群的治疗干预措施，用于治疗神经发育和精神疾病。

Tognini P. Gut Microbiota: A Potential Regulator of Neurodevelopment. Front Cell Neurosci. 2017 Feb 7;11:25.