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題圖 | Pixabay
撰文 | 宋文法
腸-腦軸,是連接腸道與中樞神經系統的雙向信號網絡,這一網絡包括神經系統、內分泌系統、免疫系統和代謝系統等,對機體生理穩態和炎癥調節至關重要。近年來的研究表明,腸-腦軸與多種神經系統疾病密切相關,包括阿爾茨海默病、帕金森病等。
腸道菌群作為腸-腦軸的核心調控者,其組成紊亂通常伴隨著腸道屏障通透性改變,從而導致腸道細菌跨屏障逃逸。目前,尚不清楚腸道細菌是否能直接進入大腦,并參與神經疾病病理過程。
2026年3月12日,埃默里大學研究團隊在"PLOS Biology"期刊上發表了一篇題為" Translocation of bacteria from the gut to the brain in mice "的研究論文。
這項研究首次證實,高脂飲食會導致腸道屏障損傷,導致腸道細菌能夠逃逸腸道,沿著迷走神經進入大腦。
重要的是,改變飲食就能逆轉腸道細菌向大腦轉移,恢復正常飲食可逐漸恢復腸道屏障,并清除大腦中的細菌。
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圖:論文截圖
在這項研究中,研究團隊在小鼠模型中發現,喂食致動脈粥樣硬化的高脂飲食(Paigen飲食,脂肪供能比為35%),會顯著改變小鼠腸道菌群組成,并破壞腸道屏障,導致“腸漏”,從而直接導致少量腸道細菌逃逸腸道。
對大腦組織分析發現,高脂飲食小鼠大腦中檢測到了葡萄球菌、糞腸球菌等,且這些細菌在小鼠的糞便和回腸中均顯著富集,但沒有在血液和其他器官中發現,這排除了血液傳播的可能性。
為了分析細菌進入大腦的路徑,研究團隊對小鼠進行右側頸迷走神經切斷術,術后發現,小鼠大腦中的細菌數量顯著下降了約20倍,約35%的小鼠大腦中檢測不到細菌,而對照組大腦細菌水平則未發生變化。
同時,研究團隊還在迷走神經中發現細菌,且出現的時間早于大腦,這證實了迷走神經是細菌進入大腦的核心通道。
此外,研究人員將特定外源性細菌通過灌胃高脂飲食小鼠體內,隨后在腸道和大腦中均檢測到了相同細菌。而對于普通飲食小鼠,灌胃特定外源性細菌,大腦中則檢測不到該菌。這證明,腸道屏障損壞是細菌進入大腦的必要條件。
重要的是,研究還發現,腸道細菌進入大腦是可逆的,停止高脂飲食就能逐漸恢復腸道屏障,并逐漸清除大腦中的細菌。
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腸菌沿著迷走神經進入大腦(圖:BioRender制作)
最后,研究還分析了神經疾病模型小鼠,發現阿爾茨海默病、帕金森病、自閉癥模型小鼠,即使在正常飲食下,其腸菌組成也顯著紊亂,且腸道屏障受損,同時大腦和迷走神經中也可檢測到細菌。
這意味著,腸菌紊亂、腸道屏障受損可能是多種神經疾病的共同特征,而腸道細菌沿著迷走神經進入大腦,可能參與了疾病的發病過程。
綜上,這項研究首次證實,腸道細菌可在特定條件下沿著迷走神經直接進入大腦,為理解腸道與大腦之間的直接聯系提供了全新視角,并為神經系統疾病的發病機制研究和治療提供了全新方向。
參考文獻:
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003652
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