消化系统中拥有超过1亿个神经元,肠道在许多文化(包括古希腊、日本、中国和印度)中常被称为“第二大脑”,这连接了消化与身心健康。
现在,埃默里大学的一项新研究阐释了肠脑连接,表明肠道中的活细菌可以直接进入大脑,这对神经系统健康具有潜在影响。
这项研究于3月发表在《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)上,利用小鼠模型证实,来自失衡肠道微生物组的活细菌可以通过迷走神经进入大脑。迷走神经负责心率、呼吸等关键功能,它将脑干与心脏、肺、主要腹部器官(包括胃、肠、肝等)相连。
该研究的共同首席研究员、微生物学家、埃默里大学医学院教授大卫·韦斯博士表示:“这项研究最大的转化意义之一在于,它表明神经系统疾病的发生可能始于肠道。这可能会将脑部疾病新干预措施的焦点转向肠道,将其作为治疗的新靶点。这种解剖学靶点的潜在转移,可能对神经系统疾病患者从治疗中获益的方式产生难以置信的影响。”
研究中,一组无菌小鼠连续9天食用“佩根饮食”,这种饮食类似于西方饮食,含有45%的碳水化合物和35%的脂肪。已知此类饮食会导致人类肠道通透性增加,即“肠漏”,使化合物能够逸出肠道。
随后小鼠肠道微生物组的变化与肠道屏障通透性增加(即渗漏)有关,使活细菌能够通过迷走神经直接从肠道进入大脑,而血液或其他器官中未检测到任何细菌。
为强化这一概念,研究人员给小鼠服用三天抗生素,杀死了大量肠道微生物。然后让小鼠摄入一种工程改造的细菌——带有DNA条码的阴沟肠杆菌,其DNA序列在自然界中并不常见。当小鼠同时被喂食高脂饮食后,在迷走神经和大脑中检测到了这种带有特定条码的菌株。
研究还强调,采用了严格的方法以防止交叉污染,并且大脑中的细菌载量很低(仅数百个),排除了败血症或脑膜炎的可能。
研究人员还在帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统疾病小鼠模型的大脑中发现了低水平细菌,这或许可以解释这些疾病在人类中如何被引发。
该研究的共同首席研究员、埃默里大学医学、微生物学和免疫学教授阿拉什·格拉库伊博士表示:“这项研究强调需要进一步研究饮食变化如何对人类行为和神经系统健康产生巨大影响。”
格拉库伊还指出,让这些小鼠恢复正常饮食后,通过降低肠道通透性,大脑中的细菌载量有所下降,表明高脂饮食对细菌进入大脑的影响是可逆的。
参考文献:Thapa M, Kumari A, Chin CY, 等. Translocation of bacteria from the gut to the brain in mice. PLoS Biol. 2026;24(3):e3003652. doi:10.1371/journal.pbio.3003652
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