肠道微生物群副产品在血液中循环,调节宿主生理过程包括免疫、代谢和大脑功能。科学家巴斯德研究所(巴黎大学研究机构的合作伙伴引用),Inserm和CNRS发现下丘脑神经元在动物模型中直接检测细菌活动和适应需求的变化和相应的体温。这些发现表明,肠道微生物群之间的直接对话框出现,大脑,这一发现可能导致新的治疗方法应对糖尿病和肥胖等代谢紊乱。研究结果将发表在科学2022年4月15日。

肠道是人体最大的水库的细菌。越来越多的证据揭示了主机和它们之间的相互依赖程度的肠道微生物群,并强调肠脑轴的重要性。巴斯德研究所,感知和记忆的神经生物学家单位(巴斯德研究所/ CNRS)^[1],从微环境和免疫immunobiologists单元(巴斯德研究所/ Inserm),从生物学和遗传学和微生物学家细菌细胞壁的单位(巴斯德研究所/ CNRS (Inserm)^[2]分享他们的专业知识来研究如何在肠道细菌直接控制特定的大脑神经元的活性。

科学家们集中在NOD2(核苷酸寡聚化域)发现内部的主要免疫细胞受体。这种受体检测muropeptides的存在,这是细菌细胞壁的构建块。此外,它曾被证实变体NOD2基因编码的受体与消化障碍,包括克罗恩氏病、神经系统疾病和情绪障碍。然而,这些数据不足以证明大脑中的神经元活动之间的直接关系,在肠道细菌的活动。这是显示财团的科学家在一项新的研究。

利用脑成像技术,科学家们最初观察到NOD2表达的受体在小鼠神经元在大脑的不同区域,特别是在一个地区被称为下丘脑。他们随后发现这些神经元的电活动抑制,当他们接触到细菌muropeptides肠道。“Muropeptides肠道、血液和大脑被认为是标记的细菌增殖,”解释Ivo g . Boneca的生物学和遗传学的细菌细胞壁单位巴斯德研究所(CNRS / Inserm)。相反,如果NOD2受体不在,这些神经元由muropeptides不再压抑。因此,大脑失去控制食物摄入量和体温。小鼠体重增加,更容易患上2型糖尿病,尤其是年长的女性。

在这项研究中,科学家们展示了惊人的事实,神经元感知细菌直接muropeptides,虽然这个任务被认为是主要分配给免疫细胞。“这是非凡的发现细菌碎片直接作用在大脑中枢下丘脑战略,这是管理的重要功能,如体温,繁殖,饥饿和干渴,”评论Pierre-Marie Lledo, CNRS科学家巴斯德研究所和头部的知觉和记忆单元。

神经元因此出现检测细菌活动(扩散和死亡)作为直接测量食物摄入量的影响肠道生态系统。”摄取过多的特定的食品可能会刺激某些细菌或病原体的不成比例的增长,从而危及肠道平衡,的负责人说:“杰拉德Eberl微环境和免疫单位巴斯德研究所(Inserm)。

muropeptides影响下丘脑神经元和代谢问题在他们的潜在作用在其他大脑功能,并且可能帮助我们理解某些脑部疾病之间的联系和NOD2基因变异。这一发现为新的跨学科项目铺平了道路在神经科学领域的界限,免疫学和微生物学,最终,为脑部疾病和代谢疾病的新治疗方法如糖尿病和肥胖。

参考:Gabanyi我Lepousez G,惠勒R, et al。细菌传感通过神经元Nod2调节食欲和体温。科学。376 (6590):eabj3986。doi:10.1126 / science.abj3986

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