最近在国际杂志Nature上发表了一篇题为《Microbiota regulate social behaviour via stress response neurons in the brain》的文章，加州理工学院和其他机构的科学家通过研究识别肠道菌群与社会行为之间的神经关系；研究人员发现，生活在小鼠肠道中的细菌群落对小鼠表现出正常的社会行为尤为重要；无菌也无胃肠道微生物群的小鼠表现出不同的反社会行为，例如绕过陌生的小鼠而不是与小鼠互动，那么肠道菌群如何影响动物的行为呢？换句话说，从肠道菌群到大脑再到行为变化，分子和细胞的程度发生了怎样的事件链？
研究调查情况
研究人员识别出一种特殊的神经回路，可以直接与肠道菌群相关，然后“负责”缺乏胃肠道微生物群的小鼠的反社会行为，将健康胃肠道微生物群的小鼠粪便移植到无菌小鼠体内，可以改变这些神经元的活动，改善小鼠的社会行为。然后，研究人员识别出特定的细菌群落，它们可以提高小鼠的社会能力。
识别肠道菌群、神经元和整个生物体健康效应之间的相互影响可能是一个关键的研究路径，预计将有助于改善未来人体的社会缺陷，如抑郁和孤独症。目前，治疗这些问题的策略包括开药，如抗抑郁药和抗焦虑药。然而，研究人员很难使这些药物以正确的浓度进入合适的大脑区域，大多数药物最终会消退到人体；因此，了解脑肠轴之间的关系可能会提供一定的证据，即胃肠道微生物组可以间接改善人体的精神疾病，肠道菌群比大脑更容易进行药物治疗。
研究表明，从化学角度来看，无菌小鼠的激素皮质脂酮水平高于携带健康微生物组的小鼠。因此，研究人员旨在识别哪些神经元不仅会受到皮质脂酮的影响，而且在人类的社会行为中起着关键作用。研究人员表示，通过改变小鼠的胃肠道微生物组，我们可以改变皮质脂酮的水平，较低的微生物组意味着更多的压力激素；体内有许多神经元（糖皮质激素受体阳性神经元）会对皮质脂酮有反应，研究人员想知道哪些细胞组和大脑区域会“负责”无菌小鼠的社会行为的变化？在确定了大脑中涉及压力控制的多个神经元亚群后，研究人员使用化学和遗传工具来阻断皮质脂酮，激活没有携带微生物组的小鼠的神经元细胞。虽然缺乏胃肠道微生物组，但这些小鼠仍然可以表现出更正常的社会行为，因为它们的神经元没有反映压力激素。
小鼠机体和大脑在缺乏肠胃微生物组时发生的一系列变化
那么是什么问题导致了皮质脂酮水平的提高呢？
为了解决这个问题，研究人员将野生小鼠携带正常肠道菌群的粪便移植到无菌小鼠身上，然后这些小鼠表现出皮质脂酮水平的下降和比较正常的社会行为。随后，研究人员系统地识别了引导这种改善的特定细菌群落，即粪肠球菌。由粪肠球菌种植的无菌小鼠表现出社会行为的改善和皮质脂酮水平的下降，而粪肠球菌介导的改进背后的机制可能是未来研究的核心。
研究者表示在研究中，胃肠道微生物组会影响老鼠的复杂行为，如社会能力，研究人员没有发现介导微生物组影响人类行为背后的神经回路；本研究增强了科学家对脑肠轴相关性的理解，相关研究成果也为探索人类的类似影响奠定了一定的前提。研究的未来方向包括深入仔细研究寄主与菌群之间的关系，识别肠道菌群形成的分子信号，以及影响寄主行为的分子机制。
综上所述，特定肠道菌群抑制下丘脑-垂体-肾上腺皮质(hypothalamus pituitary adrenal，HPA)轴激活，人体胃肠道微生物组会通过介导大脑中压力反应的离散神经元回路来影响人体的社会行为。
参考文献
Wu, WL., Adame, M.D., Liou, CW. et al. Microbiota regulate social behaviour via stress response neurons in the brain. Nature (2021).doi：10.1038/s41586-021-03669-y
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