我們知道，腸道微生物的種類受動(dòng)物宿主飲食的影響。但你可能想不到的是，腸道微生物也在通過(guò)一條信號(hào)通路，調(diào)控宿主的進(jìn)食選擇。

撰文：Knvul Sheikh

翻譯：邢浩然

審校：吳非

數(shù)十年前，科學(xué)家就已經(jīng)意識(shí)到：我們每天攝入體內(nèi)的食物會(huì)影響腸道內(nèi)微生物菌群的平衡。舉個(gè)例子，你的午餐選擇的是三明治還是谷物酸奶，會(huì)影響到腸道內(nèi)菌群的相對(duì)數(shù)量，這些細(xì)菌釋放的物質(zhì)、表達(dá)的基因以及吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均有所差異。

但是，你可能想不到的是，你選擇食物的行為可能是一個(gè)雙向的過(guò)程。有研究表明，腸道細(xì)菌還有可能影響我們的飲食習(xí)慣，并引發(fā)焦慮情緒、抑郁和高血壓等一系列問(wèn)題。但是這些寄居在我們腸道里的小客人（也就是微生物群落）究竟是如何影響我們的食物選擇的，我們目前還不得而知。

現(xiàn)在，一些神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：一些特定的腸道菌群可以幫助動(dòng)物宿主監(jiān)測(cè)它們?nèi)狈δ姆N營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并且準(zhǔn)確地反映出宿主需要攝入的量。“這些細(xì)菌為我們的飲食做的事情，就像是讓一輛汽車在不加油的情況下盡可能開(kāi)得更久?！痹诶锼贡綜hampalimaud中心從事黑腹果蠅飲食行為研究的Carlos Ribeiro解釋道。

Carlos Ribeiro

在近期發(fā)表于PLos Biology的一篇文章中，Ribeiro和他的同事揭示了細(xì)菌影響果蠅攝食選擇的機(jī)制。首先，他們用含有所有必需氨基酸的蔗糖溶液喂A組果蠅，B組果蠅的蔗糖溶液中缺乏一些果蠅自身無(wú)法合成的必需氨基酸。為了研究這些細(xì)菌究竟與哪一種氨基酸的攝取有關(guān)，研究人員在C組果蠅的食物中逐個(gè)去除各種必需氨基酸，從而確定菌群影響的氨基酸有哪些。

在經(jīng)歷了72小時(shí)不同飲食的試驗(yàn)之后，這些果蠅被放進(jìn)了普通蔗糖溶液和富含蛋白質(zhì)的酵母組成的“自助餐”前。研究人員發(fā)現(xiàn)，B組和C組這些缺乏任一種必需氨基酸的果蠅，都傾向于攝取酵母以彌補(bǔ)缺失的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。但是當(dāng)科學(xué)家在飲食中加入了五種果蠅消化道中的細(xì)菌（植物乳桿菌，短乳桿菌，木醋桿菌，Commensalibacter intestini和糞腸球菌），他們發(fā)現(xiàn)這些果蠅便不再攝入更多的蛋白質(zhì)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在這些果蠅體內(nèi)，缺失的氨基酸含量依然很低，這也就意味著這些細(xì)菌不僅僅是簡(jiǎn)單地通過(guò)合成缺失的氨基酸來(lái)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。這些微生物更像是一個(gè)小的代謝工廠，它們將得到的食物轉(zhuǎn)化成新的化學(xué)物質(zhì)：科學(xué)家認(rèn)為，正是這些代謝產(chǎn)物告訴細(xì)菌的宿主，即使沒(méi)有那些必需氨基酸它們依然可以生存。Ribeiro解釋說(shuō)，這樣的結(jié)果就是，這些果蠅可以繼續(xù)繁殖，比如說(shuō)，即使某種氨基酸的缺乏可能會(huì)抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂，進(jìn)而影響生殖。

有兩種細(xì)菌對(duì)果蠅胃口的影響尤為明顯：醋酸菌和乳酸菌。增加這兩種細(xì)菌可以減抑制果蠅的蛋白質(zhì)攝入，同時(shí)使它們對(duì)糖的需求增加。這兩種細(xì)菌還會(huì)恢復(fù)果蠅的生殖功能，一些在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏的情況下受限的生理功能，也得以正常執(zhí)行。Ribeiro說(shuō)：“大腦如何去處理營(yíng)養(yǎng)信息的權(quán)衡是個(gè)非常有趣的問(wèn)題，目前我們的研究表明，細(xì)菌在這個(gè)過(guò)程中扮演了關(guān)鍵角色。”

乳酸菌在果蠅的進(jìn)食過(guò)程中起到了重要作用

另一個(gè)團(tuán)隊(duì)去除了一種用于合成酪氨酸的酶，這就使得果蠅必須從食物中獲取酪氨酸。令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)醋酸菌和乳酸菌并不會(huì)抑制這些果蠅對(duì)于酪氨酸的攝入。Ribeiro解釋說(shuō)：“這個(gè)結(jié)果表明，腸道細(xì)菌已經(jīng)演化到只能調(diào)控某些必需氨基酸的攝入?！?/p>

這項(xiàng)研究就細(xì)菌和宿主的共同演化提出一個(gè)新的觀點(diǎn)。加拿大麥克馬斯特大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Jane Foster沒(méi)有參加這項(xiàng)研究，她說(shuō)：“該研究表明，在動(dòng)物和腸道的寄生細(xì)菌之間，已經(jīng)演化出了一條自下而上的信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)飲食行為?！?/p>

盡管這項(xiàng)研究沒(méi)有明確具體的信息傳遞機(jī)制，Ribeiro認(rèn)為，信息的傳遞可能是通過(guò)多種形式實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)有確鑿的證據(jù)表明，腸道微生物可以通過(guò)釋放某種代謝產(chǎn)物向大腦傳遞腸道的信息。Ribeiro說(shuō)：“還有一個(gè)未解之謎，我們是如何失去了合成某些氨基酸的能力的。也許這些代謝產(chǎn)物給予這些動(dòng)物余地，它們無(wú)需依賴于這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有時(shí)即使缺乏這些物質(zhì)，也能正常生存?！?/p>

Ribeiro補(bǔ)充說(shuō)，在演化的過(guò)程中，細(xì)菌和大腦交流也許有自己的目的。一方面，它們要依賴于宿主攝入的食物生存；另一方面，它們希望宿主具有群居性，這樣有利于它們繁衍后代。雖然目前的數(shù)據(jù)僅限于動(dòng)物，但是Ribeiro認(rèn)為，這種大腦-腸道的信息傳遞通路可以為未來(lái)的人類疾病治療提供新思路?！八鼮槲覀兲峁┝艘环N有趣的治療途徑，我希望將來(lái)能將其運(yùn)用于人類飲食行為的調(diào)控中去?！彼f(shuō)。

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