科学家们越来越认识到肠道微生物组在包括大脑在内的整体健康中扮演着重要角色。然而，研究人员仍在努力确定哪些特定细菌参与疾病以及它们如何精确地影响身体。
特别是，摩根氏菌（Morganella morganii）已在多项研究中与重度抑郁症相关联。不过，直到最近，尚不清楚这种微生物是否会促发抑郁症，是抑郁症改变了微生物组，还是其他因素解释了这种联系。
哈佛医学院的研究人员现在已经确定了一种生物学机制，加强了摩根氏菌（M. morganii）可能影响大脑健康的证据。他们的发现为这种细菌如何可能影响抑郁症提供了更清晰的解释。
发表在《美国化学会杂志》上的这项研究指出了一种触发炎症的分子，并提出了诊断或治疗某些抑郁症病例的可能新靶点。它还为研究其他肠道微生物如何塑造人类健康和行为提供了一个框架。
"关于肠道微生物组与抑郁症之间存在联系的说法已经存在，而这项研究将其向前推进了一步，朝着真正理解这种联系背后的分子机制迈进，"高级作者、HMS Blavatnik研究所生物化学和分子药理学Christopher T. Walsh博士教授乔恩·克拉迪说。
环境化学物质如何触发炎症
研究人员发现，一种名为二乙醇胺（DEA）的环境污染物有时可以取代摩根氏菌（M. morganii）在肠道中产生的分子中的糖醇。
这种改变后的分子与正常版本的行为非常不同。它不再保持无害，而是激活免疫系统，促使释放被称为细胞因子的炎症蛋白，尤其是白细胞介素-6（IL-6）。
这一系列事件为将摩根氏菌与抑郁症联系起来提供了一个潜在的解释。慢性炎症已知在许多疾病中起作用，并且也与重度抑郁症相关联。
先前的研究支持这种联系。研究已将IL-6与抑郁症联系起来，并且也将摩根氏菌与2型糖尿病和炎症性肠病（IBD）等炎症性疾病相关联。
需要进一步研究来确定这种改变后的分子是否直接导致抑郁症，以及了解有多少病例可能受此过程影响。
诊断和治疗的新可能性
DEA常见于工业、农业和消费品中。
"我们知道微量污染物可以被纳入体内的脂肪分子中，但我们不知道这是如何发生的，也不知道接下来会发生什么，"克拉迪说。"DEA被代谢成免疫信号是完全出乎意料的。"
研究人员建议，DEA可能被用作生物标志物，帮助识别某些重度抑郁症病例。
他们的发现还加强了抑郁症或至少某些形式的抑郁症可能涉及免疫系统的观点。这提出了针对免疫反应的治疗方法（如免疫调节药物）可能对某些患者有效的可能性。
更广泛地说，这项研究表明，细菌分子如何通过掺入污染物来改变人类免疫功能。这一见解可能帮助科学家研究其他肠道细菌如何影响免疫力和不同的生物系统。
"现在我们知道要寻找什么，我认为我们可以开始调查其他细菌，看看它们是否进行类似的化学反应，并开始找到其他代谢物如何影响我们的例子，"克拉迪说。
合作研究推进微生物组科学
这一突破是通过结合两个研究小组的专业知识实现的。克拉迪实验室专注于细菌产生的小分子化学，而麻省总医院HMS Kurt J. Isselbacher医学教授拉姆尼克·泽维尔的实验室专门研究微生物组如何在分子水平上影响健康。
这些合作共同推进了对肠道细菌如何与免疫系统相互作用并影响疾病的理解。他们最近的工作包括：
- 证明单个细菌（A. muciniphila）、它产生的分子、它使用的生物途径及其对身体的影响是如何相互连接的（保护免受炎症并增加对癌症免疫疗法的敏感性）。
- 显示肠道细菌R. gnavus产生一种激活免疫的糖分子链，这可能解释了它与克罗恩病和炎症性肠病的联系。
- 发现"链球菌性咽喉炎"细菌S. pyogenes表面的一种脂肪分子可以触发免疫系统释放炎症细胞因子——帮助解释严重的免疫并发症、与狼疮等自身免疫疾病的可能联系，以及改善癌症免疫疗法的方法。
那种脂肪分子属于称为心磷脂的一组分子，已知会刺激细胞因子释放。在新研究中，研究人员发现，当DEA被掺入摩根氏菌（M. morganii）产生的分子时，它开始表现得像心磷脂，触发炎症。
作者、资金、披露
Sunghee Bang和Yern-Hyerk Shin是共同第一作者。其他作者包括Sung-Moo Park、Lei Deng、R. Thomas Williamson和Daniel B. Graham。
共同作者泽维尔是麻省理工学院和哈佛大学Broad研究所的核心研究所成员，他还在该研究所领导Klarman细胞观测站和免疫学项目，并共同领导传染病和微生物组项目。
这项工作得到了美国国立卫生研究院（资助R01AI172147）和Leona M. and Harry B. Helmsley慈善信托基金（2023A004123）的资助。作者还感谢HMS分析化学核心、HMS生物分子NMR设施（前东象限NMR设施；NIH OD028526）以及化学与细胞生物学研究所（ICCB）-Longwood筛选设施。
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