Lactobacillus Johnsonii YH1136 缓解小鼠精神分裂症样行为:肠道菌群 - 脑轴机制新探

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:BMC Microbiology 4

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  为探究益生菌对精神分裂症(SCZ)的作用,研究人员以小鼠为对象开展关于 Lactobacillus Johnsonii YH1136 的研究。结果发现,该菌可缓解小鼠 SCZ 样行为,调节肠道菌群和血清代谢物。这为开发治疗 SCZ 的益生菌制剂提供了理论支持。

  在神秘的人体微观世界里,肠道菌群宛如一支隐藏的 “特种部队”,悄然影响着我们的身心健康。近年来,越来越多的研究揭示了肠道菌群与大脑之间存在着千丝万缕的联系,这个被称为肠道菌群 - 脑轴(MGBA)的神秘通路,如同一条信息高速公路,让肠道菌群能够通过神经、内分泌和免疫等多种途径,影响我们的行为和情绪,甚至与一些精神疾病的发生发展息息相关。
精神分裂症(SCZ)作为一种常见且严重的精神疾病,如同笼罩在患者心头的阴霾,不仅给患者带来极大的痛苦,也让全球约 1% 的人口深受其扰。其复杂的发病机制和高异质性,使得治疗面临巨大挑战,大约三分之一的患者对抗精神病药物毫无反应。尽管此前有研究探索了 SCZ 与 MGBA 之间的关系,但将益生菌作为治疗 SCZ 的干预手段,相关研究还十分匮乏。

在这样的背景下,电子科技大学生命科学与技术学院等机构的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦于从海拔 5000 米的那曲地区一位年轻健康藏族女孩粪便中分离出的 Lactobacillus Johnsonii YH1136,试图揭开它在对抗 SCZ 方面的神秘面纱。研究成果发表在《BMC Microbiology》杂志上,为该领域带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,通过 16S rRNA 基因测序,深入剖析小鼠肠道菌群的多样性和组成变化;利用血清代谢组学技术,全面分析血清代谢物的特征;运用实时定量 PCR(RT-qPCR)检测相关基因的表达水平;借助免疫荧光染色直观观察蛋白质的丰度变化。此外,还通过建立 SCZ 小鼠模型,为研究提供了可靠的实验基础。

研究结果令人振奋。在行为学测试方面,研究人员发现,经 Lactobacillus Johnsonii YH1136 处理的 SCZ 小鼠,在旷场实验中过度活跃和重复行为明显减少,社交能力和对社交新奇性的偏好显著提升,这表明该菌能有效缓解小鼠的 SCZ 样行为。

在基因表达研究中,与对照组相比,SCZ 小鼠海马体中脑源性神经营养因子(BDNF)的 mRNA 表达显著降低,而 Lactobacillus Johnsonii YH1136 的摄入则能显著上调其表达,发挥神经保护作用。同时,SCZ 小鼠色氨酸代谢相关酶基因如色氨酸 2,3 - 双加氧酶(TDO2)、吲哚胺 - 吡咯 2,3 - 双加氧酶 1(IDO1)等表达异常,Lactobacillus Johnsonii YH1136 的干预成功逆转了这一现象,抑制了色氨酸 - 犬尿氨酸 - 犬尿酸代谢途径的过度激活。

肠道菌群分析显示,Lactobacillus Johnsonii YH1136 显著改变了小鼠回肠菌群的多样性和组成。在门水平上,虽然各组优势菌群均为拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门,但相对丰度有所变化;在属水平上,该菌使回肠中 Lactobacillus 的相对丰度显著增加,Dubosiella 的相对丰度显著降低。进一步的共现网络和生态位重叠分析表明,拟杆菌门中的一些关键物种在 SCZ 样症状的发生和 Lactobacillus Johnsonii YH1136 的干预效果中起着重要作用。

血清代谢组学研究发现,Lactobacillus Johnsonii YH1136 的摄入显著改变了血清代谢物的组成。通过偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和随机森林模型筛选出多种差异代谢物,其中 N - 乙酰神经氨酸(N-acetylneuraminic acid)和次黄嘌呤(hypoxanthine)可能是介导 MGBA 与 SCZ 相互作用的关键代谢物。它们不仅与肠道菌群的变化密切相关,还与小鼠的行为表现显著相关,暗示着它们在调节与 SCZ 相关的焦虑和社会行为中发挥着重要作用。

综合研究结论和讨论部分,这项研究意义非凡。Lactobacillus Johnsonii YH1136 通过调节肠道菌群和血清代谢物,有效缓解了小鼠的 SCZ 样行为,为开发治疗 SCZ 的益生菌制剂提供了重要的理论依据。然而,目前 16S rRNA 测序无法全面揭示微生物的功能相互作用,未来还需借助宏基因组学等技术进一步深入研究。但无论如何,这项研究都为 SCZ 的治疗开辟了新的方向,有望为众多 SCZ 患者带来新的希望,让他们早日走出疾病的阴影。
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