《Nature》成大團隊與加州理工學院攜手 揭小鼠腸道微生物影響社交行為機制

2021/07/09
《Nature》成大團隊與加州理工學院攜手 揭小鼠腸道微生物影響社交行為機制
近日,由國立成功大學吳偉立助理教授與加州理工學院微生物學教授Sarkis Mazmanian攜手合作的新研究發現,小鼠腸道微生物體會影響神經迴路的聯繫,改變社交行為。
生活在我們體內的微生物會影響我們社交和交朋友的能力嗎?近日,由國立成功大學吳偉立助理教授與加州理工學院(California Institute of Technology)微生物學教授Sarkis Mazmanian攜手合作的新研究發現,小鼠腸道微生物體會影響神經迴路的聯繫,改變社交行為。相關研究論文已在美國時間6月30日發表於《Nature》。
 
研究顯示,缺乏腸道微生物體的無菌小鼠表現出明顯的反社會行為,會避開陌生小鼠而不是與對方進行互動。同時,研究人員也確定一個特定神經迴路─下視丘-垂體-腎上腺(HPA)軸線,直接受到腸道細菌影響,與小鼠表現的反社會行為有直接關聯。另外也確定糞腸球菌(Enterococcus faecalis)能增進小鼠的社交能力表現。
 
其中,研究團隊將無菌鼠與正常菌相組的小鼠進行比較,檢查了c-Fos基因,會隨著腦細胞活化而開啟。經觀察小鼠大腦,得出無菌小鼠大腦壓力區的c-Fos較為活化。其中,也發現皮質酮(corticosterone)這種壓力激素的增加與此現象吻合。
 
研究發現,皮質酮影響社交行為,無菌小鼠的濃度較正常小鼠高,反社會表現也較突出。而皮質酮可調節HPA軸線,去除腎上腺或是阻斷大腦相關受體,由人為抑制皮質酮對神經元的活化,可使無菌小鼠恢復正常社交。另外經實驗反證,即使缺乏微生物體,也能表現正常社交行為。
 
接著研究團隊為了確定影響皮質酮升高的微生物有哪些,將擁有正常腸道微生物群的野生型小鼠的糞便移植到無菌小鼠體內,發現皮質酮降低和正常社交表現,也確定糞腸球菌是調節皮質酮濃度與影響社交表現的關鍵菌叢。
 
目前科學家尚無法確定現有藥物治療對腦部的明確影響,若未來能了解腸道微生物體與神經系統的關聯後,由於腸道細菌比腦部容易接受藥物,因此有望為相關疾病開發新的醫療方式。
 
資料來源:
https://www.caltech.edu/about/news/identifying-the-neural-link-between-gut-bacteria-and-social-behavior-in-mice
https://www.livescience.com/microbiota-shape-social-behavior-mice.html

(編譯/實習記者 蕭宇軒)