一种肠道细菌能扭转自闭症社会行为在老鼠身上
没有一个特定的物种肠道细菌引起社会缺陷的老鼠,休斯顿贝勒医学院的研究人员在《医学报告细胞。通过添加这种细菌物种的勇气影响小鼠,研究人员能够逆转老鼠的一些行为赤字,这让人想起自闭症谱系障碍(asd)的症状。研究人员正在探索益生菌的影响在未来的工作神经发育障碍。
“其他研究小组正试图使用药物或电脑刺激作为一种反向的一些行为与神经发育障碍而且我们有相关症状,也许,一个新的方法,”资深作者毛罗·柯斯塔-马提欧利博士说,神经科学副教授贝勒。“人类是否有效,我们还不知道,但它是一个非常令人兴奋的方式从肠道影响大脑。”
论文的灵感来自人类流行病学研究发现,母亲孕期肥胖会增加儿童患神经发育障碍的风险,包括自闭症。此外,一些孤独症患者也报告反复出现肠胃问题。与新兴研究显示饮食可以改变肠道微生物和肠道微生物如何影响大脑,柯斯塔-马提欧利和他的同事怀疑可能有一个连接。
开始,研究人员喂食大约60雌性老鼠高脂肪饮食,相当于每天多次一直吃快餐。他们饲养的老鼠,等待他们年轻。后代与母亲待了三个星期,然后断奶到正常饮食。一个月后,这些后代显示行为缺陷,比如花更少的时间在与同龄人接触,而不是启动交互。
“首先我们想知道是否存在不同微生物之间的老鼠的后代母亲喂养的正常饮食和母亲喂高脂肪的食物。因此,我们使用16 s rrna基因测序以确定其肠道的细菌组成。我们发现一个明确的差异在两个产妇饮食组的微生物群,”第一作者雪莱Buffington说,柯斯塔-马提欧利的实验室做博士后研究。“测序数据是一致的,通过观察微生物的个体鼠标我们可以预测其行为是否会受损。”
Buffington下测试微生物的具体差异是否诱发因素的社会障碍的后代母亲喂高脂肪的食物。因为老鼠吃彼此的粪便,动物研究人员安置在一起,这样会获得从他们的cagemates微生物群。当社会受损的老鼠正在逼近的母亲高脂肪饮食搭配正常小鼠,全面修复肠道微生物和并发后4周内观察行为的改善。调查人员得出的结论是,一个或更多的有益的细菌物种正常的社会行为可能是重要的。Fecal-transplant实验小鼠没有微生物群(无菌鼠)提供了因果关系的证据,一个不平衡的微生物生态学在高脂饮食小鼠的母亲负责他们的社会赤字。
研究者接下来想知道特定的细菌种类,可以影响社会行为的老鼠。全基因组鸟枪测序揭示一种类型的细菌,这种乳酸菌超过9倍,降低小鼠的微生物在高脂肪饮食的母亲。
“我们养殖的这种l .原本孤立的从人类母乳并引入到水的雌性后代。我们发现治疗这个单一菌株能够拯救他们的社会行为,”Buffington说。其他ASD-related行为,比如焦虑,没有恢复重建的细菌。有趣的是,作者发现这种l .也促进了生产“结合激素”的催产素,它是已知在社会行为中发挥着至关重要的作用,在人类与自闭症有关。
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作者怀疑社会的反馈回路受损的老鼠是功能失调的。“我们发现,在回应社会互动缺乏的突触的关键大脑的奖励部分,可以看到在正常控制老鼠,”柯斯塔-马提欧利说。“当我们把细菌maternal-high-fat-diet后代,我们还可以恢复的突触功能的变化反馈回路”。
研究人员认为,他们的工作,它利用人类细菌促进催产素水平和改善社会行为赤字缺乏老鼠,可以探索益生菌干预治疗人类神经发育障碍的。“这就是科学是意外领先我们。我们可能会看到这种类型的方法发展很快,不仅治疗ASD的而且对其他神经发育障碍;无论如何,这是我的直觉,”柯斯塔-马提欧利说。
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出版
Buffington SAet al。微生物重组逆转孕产妇食源性社会及突触赤字的后代。细胞,6月16日2016年出版。doi: 10.1016 / j.cell.2016.06.001
