“肠道”可与大脑直接对话！Science论文称肠道细菌能调节食物摄入和体温

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肠道菌群，顾名思义就是肠道内的各种细菌，也可以称之为肠道微生物组群。人体肠道为微生物提供了良好的栖息环境，大约寄生着10万亿个细菌，不同的菌种可以合成不同的人体生长发育必须的维生素，还可以和蛋白质残渣合成氨基酸，参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进矿物元素的吸收。

随着宏基因组学、宏转录组学等技术的发展，肠道微生物的生理功能逐渐在基因层面得到了发掘和证实。肠道微生物基因组中富含参与碳水化合物、氨基酸、甲烷、维生素和短链脂肪酸代谢的基因，其中很大一部分是人体自身所不具备的。作为人体最庞大、最复杂的微生态系统，肠道微生物本身及其代谢产物不仅能调节人体健康，更在膳食和宿主之间起到了重要的桥梁作用。

来自法国巴斯德研究所、法国国家健康与医学研究院(INSERM)和法国国家科学研究中心(CNRS)的联合科学家团队研究发现，肠道菌群不仅参与人体代谢，更会通过“肠-脑轴”双向交流系统与大脑之间发生直接对话，神经元可以直接感知细菌，并相应地调整食欲和体温控制。

胃肠道有一个独立于中枢神经系统的，连接胃肠道和中枢神经系统的主要神经干，将肠道功能与大脑的情感和认知中心联系起来。这种脑肠之间的相互联系，称为“肠-脑轴”。此前的研究证实，“肠-脑轴”发生改变会导致应激反应和行为改变。但大脑神经元是否可以直接感知细菌成分，以及细菌是否可以通过调节大脑神经元来调节宿主生理过程还是未知的。

INSERM和CNRS研究团队发现，动物模型中的下丘脑神经元可以直接检测细菌活动的变化，并相应地调整食欲和体温。这些发现表明，肠道微生物群和大脑之间存在直接对话。

通过使用脑成像技术，研究人员观察到小鼠的NOD2(核苷酸寡聚结构域)受体由大脑不同区域的神经元表达，特别是在下丘脑区域。当这些神经元与肠道中的muropeptides接触时电活动会受到抑制。细菌肽聚糖通过Nod2受体在介导肠脑沟通中起着重要作用。

研究人员还发现，在抑制GABA能神经元中缺乏NOD2表达的老年雌性小鼠比正常小鼠吃得更多，因此体重增加得更多。随后，这些小鼠还表现出筑巢意愿降低，这是一种与保存热量有关的行为特征，以及响应昼夜节律、禁食和肾上腺素能刺激的温度调节降低。

研究表明，细菌微生物群的结构成分可以被下丘脑神经元直接感知，以调节摄食行为、筑巢行为和体温。以这种方式，肠道细菌可以被大脑用作食物摄入的间接测量，或者用作可归因于食物摄入的细菌扩增或死亡的直接测量。在后一种情况下，细菌的扩张或死亡可能与肠道内环境稳定的紊乱或发病风险有关。或者，常驻细菌可以调节食物摄入量，以保护他们的肠道生态位。

相关论文Bacterial sensing via neuronal Nod2 regulates appetite and body temperature于近日发表在《Science》期刊。

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