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人类大脑也会存在细菌:无菌器官屏障如何被突破?

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人类大脑也会存在细菌:无菌器官屏障如何被突破?

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人类大脑也会存在细菌:无菌器官屏障如何被突破? 证券资讯电子显微镜下人体大脑中轴突旁边的细菌(红色箭头)。最左边的那个细菌似乎正在钻入轴突内部。

新浪科技讯北京时间12月12日消息,据国外媒体报道,一项令人意外的新研究结果吸引了神经科学界的关注。

罗莎琳达·罗伯茨(RosalindaRoberts)是美国阿拉巴马大学的神经学家,她已经习惯于在大脑中看到各种奇怪的形状。过去30多年里,她在电子显微镜下观察了无数的大脑组织,经常会遇到“未知物体”——不应该出现在组织里的小颗粒或小球体,而且似乎与她研究的突触等结构没什么关系。她解释道:“我会说,‘好吧,我不会注意那些。’”现在一切都改变了。

在大脑中发现细菌通常是非常糟糕的消息。人体通过血脑屏障来保护大脑免受各种细菌的侵袭,而大脑也被认为是一个无菌器官。当屏障被破坏时,诸如脑炎和脑膜炎等疾病就可能发生。当罗伯茨和她的同事,夏琳·法默(CharleneFarmer)和考特尼·沃克(CourtneyWalker),意识到组织玻片中的这些未知物体其实是细菌时,都感到非常惊讶。

这些细菌中有许多刚好处在“举步欲迈”的时刻,正准备进入神经元或穿过轴突。还有些细菌正处于分裂过程。它们还很挑剔,十分偏爱大脑中的某些区域,而周围的大脑组织并没有出现炎症迹象。当这些细菌存在于大脑中时,如果那个人是活着的,就说明它们并不是致病菌。

如果研究结果能被证实——尚未明确排除污染的可能——那么这项工作就开辟了研究微生物组和疾病的新途径。研究小组在今年11月的神经科学协会年会上发表了他们的结果。近日,Nautilus网站采访了罗莎琳达·罗伯茨,以下就是此次访谈的主要内容。

你觉得是什么使你的图像引起这么多人的关注?

如果在一个人活着的时候,真的有细菌从肠道进入大脑,那这就是真正的范式转变,因为大脑与其他器官相比,一直都被认为是无菌的。在非创伤、非感染的大脑组织样品中找到细菌,完全出乎了我们的意料。

这一系列研究是如何开始的?

我的整个职业生涯几乎都在研究精神分裂症。我的研究方法是观察精神分裂症患者死后大脑中可能存在的突触差异和病理学特征。多年来,在看到这些未知物体时,我会忽视它们。然后,我有一个本科生,考特尼·沃克,她正在阿拉巴马大学修读荣誉课程。当时她研究的是黑质(substantianigra),这是大脑中含有多巴胺神经元的区域。她一直看到这些物体——我们称之为“那些东西”——并且一直在探讨这个问题。这开始成为困扰实验室的一个谜团。

你是怎么知道这些物体是细菌的?

根据形态学标准,我开始怀疑它们是细菌。我向一位细菌学家展示了这些图片,他说“这些是细菌”。然后,我们又进行了一次核糖体分析,发现它们是肠道细菌。这非常有趣,因为目前学界对肠道-大脑的研究很感兴趣。

我们对肠道-大脑行为的了解有多少?

你可以通过调整微生物群来操纵(动物的)行为和认知,甚至结构。以无菌小鼠为例,它们体内没有微生物群,如果你用粪便移植的方法将正常小鼠的粪便植入它们体内,就会使它们的许多行为得到改善。如果你将幽门螺旋杆菌植入小鼠体内,它们就会产生新的认知和行为问题。患有不同疾病的人体内具有不同的粪便微生物群。帕金森氏症患者体内的微生物群就与其他人不同。

研究者提出了哪些描述微生物群影响大脑的机制?

我还没见到这样的研究。关于信息通过什么路线进入大脑的问题,可能有很多猜测。其中一个猜测是,信息通过支配胃部的神经向上传递,其中一条神经便是迷走神经。在一项研究中,科学家切断了迷走神经,结果就再也不能通过改变微生物群的方法来操纵大脑行为。这表明无论他们在做什么,都与迷走神经有关;至于究竟做了什么,他们并未说明。

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