小鼠“宇航员”揭示了微重力下肠道细菌和骨质流失之间的可能联系

一个新的研究研究人员在小鼠身上发现，人类和小鼠都经历过的太空飞行期间肠道微生物群的变化可能与骨质流失有关。这项研究发表在细胞的报道．

在微重力下骨质流失

宇航员损失了大约1 - 1.5%他们在太空中每个月的骨密度，不再受地球上重力的负荷和力量的影响。

即使在成年期，我们的骨骼也在不断地重塑。骨材料被不断地添加、移除和运输。最近的研究骨骼重塑的过程可能受到肠道细菌的影响，肠道细菌构成了骨骼的一部分肠道微生物组．这些肠道微生物可能与我们的免疫系统和激素系统相互作用，产生可以间接影响负责骨重塑的细胞的分子。

有趣的是，太空飞行也与人类和啮齿动物的微生物组变化有关。这可能有几个不同的原因，如Joseph K. Bedree博士是当前研究的主要作者，解释“首先，有物理力量在起作用，比如微重力和宇宙辐射，它们不仅影响细菌细胞，也影响人类细胞。”

“同样，微重力暴露对宿主生物系统也有许多影响——免疫系统异常、肌肉骨骼变化、昼夜节律改变和压力——当这些系统变得不平衡时，微生物群落也可能被破坏，”Bedree说bet188真人添加．

Bedree和他的同事们将一组小鼠送到国际空间站(ISS)，目的是研究微重力是如何改变微生物群的，并揭示与骨密度下降的可能联系。

NASA首创

研究人员选择了20只老鼠在国际空间站上体验微重力，其中一半在4.5周后返回地球，另一半在9周后返回地球——这是美国宇航局历史上第一次将啮齿动物活着送回地球的研究。在它们返回地球后，研究人员分析了它们的微生物群是如何变化和恢复的，并将它们与一组20只“地面对照”老鼠进行了比较。

在三个确定的时间段——发射前bet188真人、返回地球后和研究结束时，对肠道微生物群中的细菌群落进行了分析。此外，研究人员还监测了在太空中待了整整9周的10只小鼠血液代谢物水平的变化。

“这意味着我们能够收集有关太空变化的信息，然后在它们返回时监测它们的微生物群的恢复情况。好消息是，尽管微生物群在太空中发生了变化，但这些变化似乎不会在返回地球后持续存在。”说史文渊博士他是资深作家、微生物学家，也是福赛斯研究所(Forsyth Institute)的首席执行官。

研究结果显示，从太空飞行归来的老鼠肠道微生物群更多样化，肠道细菌含量也更高乳酸菌和Dorea细菌物种。此外，在经历了9周太空飞行的小鼠中，这些物种的水平甚至高于4.5周的小鼠。

研究人员认为，这些细菌种类可能影响了小鼠体内与微重力暴露相关的代谢物水平的增加。“当我们绘制出基因通路时乳酸菌和Dorea它们似乎与微重力暴露时升高的代谢物一致，”说Bedree。“当一个人在微重力下经历骨质流失时，他们的身体会试图补偿，体内的生物系统也会这样做，这是有道理的，但我们需要做更多的机械研究来真正验证这些假设。”

对骨密度状况的影响

作者指出，小鼠的肠道微生物群可能受到了影响，因为它们在研究期间无法进行食粪——一种正常的啮齿动物行为，它们消耗自己的粪便，这可能会使微生物返回肠道。这可能有利于在太空中度过4.5周的小鼠肠道微生物群的恢复，因为它们在返回时能够进行食腐。

此外，尽管这些结果提供了关于肠道微生物群在太空飞行中如何变化的见解，但需要进一步的研究来更详细地调查其与骨密度的可能联系。了解微生物如何影响骨密度可以帮助改善宇航员的健康，并可能有益于地球上骨质疏松症等疾病的管理。

“这只是另一个生动的例子，展示了微生物群和哺乳动物宿主之间的动态相互作用。肠道微生物群在不断地监测和反应，当你暴露在微重力环境中时也是如此。”说史。“我们还没有发现微生物组的变化与微重力下观察到的骨质流失之间是否存在因果关系，以及这是否仅仅是一种后果，还是一种积极的缓解措施，但这些数据令人鼓舞，并为探索创造了新的途径。”

参考:陈涛，陈建军，陈建军，等。特定宿主代谢物和肠道微生物组的改变与太空飞行期间的骨质流失有关。细胞代表．2023.doi:10.1016 / j.celrep.2023.112299

这篇文章是对一篇新闻稿的改写细胞出版社．材料的长度和内容都经过了编辑。