人体微生物数量大约是人体细胞的10倍，主要分布在消化道、呼吸道、皮肤和各种和外界相通的管道内，这些细菌能协助身体消化食物维持免疫系统功能。现在科学家发现了细菌的另外一种维持宿主健康的重要功能，能协助关闭大脑的门户血脑屏障。血脑屏障是在血脑之间的一种选择性地阻止某些物质由血进入大脑脑的屏障，功能在于保证脑的内环境的高度稳定性，以利于中枢神经系统的机能活动，同时能阻止异物(微生物、毒素等)的侵入而有保护作用。

最新研究发现，孕妇如果服用抗生素将会影响胎儿血脑屏障的正常发育，这一研究将让我们更好地理解多发性硬化，这种疾病因为血脑屏障的破坏导致大脑功能异常。

Lacking a strong blood-brain barrier, germ-free mice (left) can't prevent a radioactive tracer (yellow) from entering the brain the way that mice with microbes (middle) can. But adding microbes to germ-free mice (right) restores the blood-brain barrier

最早关于细菌能协助身体建立生物屏障的证据是在2001年被发现的，当时科学家发现肠道微生物能激活缝隙连接蛋白基因的表达。缝隙连接蛋白是形成血脑屏障的重要组成成分，缺乏该蛋白将导致血脑屏障完整性的破坏。

细胞间的通讯方式可分为间接与直接方式。以体循环远程分泌、旁分泌或自分泌方式经第二信使途径完成一系列生理、生化功能的调节方式称为间接通讯；缝隙连接是将相邻细胞的细胞质进行连接的细胞内通道。而以细胞间的缝隙连接为途径进行的细胞间直接的信息交流，称为直接通讯。缝隙连接由相邻细胞膜上的两个组成连接子相互锚定组成，连接子是六个缝隙连接蛋白组成的六聚体。缝隙连接蛋白是由十余个成员组成的一个保守大家族，分子量由26～56KD不等，至少由13个基因编码，各亚成员之间有50%～60%同源，主要的差别在于Cx分子的胞浆部分。

最新研究来自瑞典卡罗林斯卡学院生物学家Sven Pettersson和他的博士后Viorica Braniste。通过给怀孕动物的胚胎注射一种抗体，这种抗体的分子量比较大不能透过血脑屏障进入大脑，这些怀孕动物有的是无菌动物有的是普通有菌动物。然后对发育小鼠血脑屏障完整性进行分析。胎儿一般在17天后发育成典型的有完整屏障功能的血脑屏障，因此17天内胎儿大脑内都能标记到注射的抗体，但无菌妈妈的胎儿都超过17天。研究结果说明，孕妇正常菌群对胎儿血脑屏障的发育非常重要，孕妇使用抗生素要慎重。研究今天发表在《科学转化医学》。这些无菌妈妈的胎儿的缝隙连接蛋白水平明显降低，缝隙连接蛋白基因表达也明显下降。

研究还发现，成年无菌小老鼠血脑屏障也不完整，如果给这些动物接种来自正常动物的细菌2周后，血脑屏障就可以恢复正常。

细菌影响消化道屏障容易理解，但细菌是如何对大脑也产生这种效应不容易理解。考虑到细菌影响消化道屏障主要通过细菌代谢产生的短链脂肪酸，是否这种脂肪酸也能对血脑屏障产生影响。于是Pettersson给无菌动物分别注射能产生和不能产生短链脂肪酸的两种细菌，结果发现只有给动物补充能产生短链脂肪酸的细菌，才能让动物血脑屏障恢复正常。结果提示是细菌代谢产生的短链脂肪酸发挥了这种效应。

这个研究显然比较粗糙，应该给动物补充短链脂肪酸来验证效果，最好能用细胞学实验证明短链脂肪酸能提高缝隙连接蛋白基因表达，然后分析促进基因表达的信号机制。那么文章就不止发表在这个杂志上了(可以发表<<细胞>>)。

http://stm.sciencemag.org/content/6/263/263ra158/suppl/DC1