粪便微生物组移植(FMT)可能使老年大脑恢复如年轻大脑般的适应能力。我们的肠道微生物组已被证实与抑郁症风险相关，甚至可能在塑造我们的个性方面发挥一定作用。但这是首次有研究显示，通过FMT接受年轻动物肠道微生物组的老年小鼠表现出改善的大脑可塑性。这表明它们可能克服一种类似于弱视(也称为懒眼)的状况，这种状况通常仅在儿童时期才能成功治疗。
"这项研究表明，微生物群落可能通过界定高度可塑性发育窗口的开启和关闭时间，帮助调节大脑发育的关键时期，"挪威奥斯陆城市大学的Parisa Gazerani说道，她并未参与此项工作。"这表明肠道微生物组可能是大脑发育的活跃合作伙伴，与感官体验、免疫活动和基因编程一起帮助塑造神经回路的成熟。"
神经可塑性，即大脑自我重塑的能力，意味着像弱视这样的状况可以在儿童时期通过暂时遮盖较强的眼睛来治疗。这迫使大脑与较弱的眼睛建立新的连接，从而改善整体视力。但可塑性在年轻时达到峰值，随着我们在青春期大脑自然修剪未使用的连接而逐渐下降。
意大利比萨圣安娜高等研究学院的Paola Tognini及其同事想要了解肠道微生物组是否参与这一过程，以及是否可以通过干预来提升成年期的大脑可塑性。
首先，他们给21天大的小鼠每天提供高剂量的溶解在水中的广谱抗生素，持续10天，发现与对照组(饮用未处理的水)相比，它们的肠道微生物组发生了显著变化。这包括Lachnospiraceae等细菌家族水平的降低，这类细菌参与产生具有神经保护特性的短链脂肪酸。
随后，每只小鼠的一只眼睛被封闭三天。之后，当研究人员对每只眼睛刺激的神经反应进行成像时，他们发现只有对照组小鼠显示了神经可塑性的证据，它们的大脑对保持睁开的眼睛的刺激反应更强。
为了调查背后可能的原因，研究团队进行了RNA测序，以揭示小鼠视觉皮层中哪些基因被激活。"我们发现接受抗生素混合物的动物发生了显著变化，"Tognini说。与对照组相比，这些小鼠中有超过1000个基因的表达存在差异。这些基因包括与髓鞘形成过程相关的基因(神经被包裹在保护性鞘中)以及血脑屏障通透性的相关基因。
最后，研究团队将大约30天大的小鼠的粪便微生物群移植到4个月大的成年小鼠体内，而对照组则接受了来自其他成年小鼠的移植。只有接受年轻微生物群的小鼠的大脑在眼睛封闭实验中表现出神经可塑性。
"如果同样的现象适用于人类，其意义可能非常重大，"爱尔兰科克大学学院的Harriët Schellekens表示。"这表明微生物组不仅对生命早期的大脑发育很重要，而且可能在后期被作为目标，以增强学习能力、促进损伤后的恢复，或提高衰老和神经系统疾病的韧性，"她说。"挑战在于识别出负责的特定微生物代谢物或菌株，而不是依赖粗糙的微生物群移植。"
然而，Gazerani表示，直接推断到人类是不成熟的，主要是因为我们的大脑更为复杂，而且我们的微生物组受到饮食和生活方式的极大影响。
Gazerani还表示，该研究也引发了关于早期抗生素暴露的潜在长期影响的问题，特别是如果剂量高且持续时间长的话。"尽管抗生素仍然是救命药物，在临床需要时不应被拒绝使用，但这些发现强化了在关键发育窗口期间谨慎使用抗生素的重要性，"她说。
参考文献：bioRxiv DOI: 10.64898/2026.06.08.730811
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