腸道微生物的副產(chǎn)物能在血液中循環(huán)并調(diào)節(jié)宿主機(jī)體的多種生理學(xué)過(guò)程，包括免疫力、代謝和大腦功能等。近日，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Science上題為“Bacterial sensing via neuronal Nod2 regulates appetite and body temperature”的研究報(bào)告中，來(lái)自法國(guó)巴斯德研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物模型機(jī)體中的下丘腦神經(jīng)元或能直接檢測(cè)細(xì)菌活性的改變，并相應(yīng)地調(diào)整機(jī)體的食欲和溫度，這些研究結(jié)果表明，腸道微生物和大腦之間或許會(huì)發(fā)生一種直接的對(duì)話，而這一研究發(fā)現(xiàn)或許有望幫助開(kāi)發(fā)新型治療性策略來(lái)解決諸如肥胖和糖尿病等多種人類代謝性疾病。

科學(xué)家成功解碼腸道菌群和大腦之間的直接對(duì)話奧秘。

圖片來(lái)源：Institut Pasteur / Pascal Marseaud

腸道時(shí)人類機(jī)體中最大的細(xì)菌存儲(chǔ)庫(kù)，如今越來(lái)越多的研究證據(jù)揭示了宿主和腸道微生物之間的相互依賴程度，并強(qiáng)調(diào)了腦-腸軸的重要性；如今研究人員共享著他們的專業(yè)知識(shí)，并研究了腸道中的細(xì)菌是如何直接控制大腦中特定神經(jīng)元的活性的。文章中，研究人員重點(diǎn)對(duì)NOD2（核苷酸寡聚結(jié)構(gòu)域，nucleotide oligomerization domain）受體進(jìn)行了研究，其主要存在于免疫細(xì)胞中，該受體能檢測(cè)到胞壁肽(muropeptides)的存在，胞壁肽是細(xì)菌細(xì)胞壁的重要組成部分，此外，此前研究人員已經(jīng)確定，負(fù)責(zé)編碼NOD2的基因的突變或許與機(jī)體的消化系統(tǒng)障礙有關(guān)，包括克羅恩病等，同時(shí)還與機(jī)體的神經(jīng)系統(tǒng)疾病和情緒障礙有關(guān)；然而，這些研究數(shù)據(jù)并不足以闡明大腦中神經(jīng)活性和腸道中細(xì)菌活性之間的直接關(guān)聯(lián)，而這一點(diǎn)已經(jīng)被目前科學(xué)家們所闡明了。

利用大腦成像技術(shù)，科學(xué)家們最初觀察到，小鼠機(jī)體中的NOD2受體或許能被大腦中不同區(qū)域中的神經(jīng)元所表達(dá)，尤其是在海馬體區(qū)域中；隨后研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)與來(lái)自腸道中的細(xì)菌胞壁肽密切接觸時(shí)，這些神經(jīng)元電活性或許就會(huì)被抑制，研究者Ivo G. Boneca解釋道，腸道、血液和大腦中的胞壁肽被認(rèn)為是細(xì)菌增殖的標(biāo)志物，相反，如果NOD2受體不存在的話，這些神經(jīng)元的活性就不會(huì)被胞壁肽所抑制，因此，大腦就會(huì)失去對(duì)食物攝入和體溫的控制，小鼠機(jī)體的體重就會(huì)增加，且更易于患上2型糖尿病，尤其是老年雌性小鼠。

圖片來(lái)源：https://www./doi/10.1126/science.abj3986

這項(xiàng)研究中，研究人員闡明，神經(jīng)元細(xì)胞能直接感知細(xì)菌的胞壁肽，而這項(xiàng)任務(wù)被認(rèn)為主要是分配給免疫細(xì)胞的，因此，細(xì)菌碎片或許能直接作用于大腦中心，就好像下丘腦一樣，而這一點(diǎn)是非常不通尋常的，因?yàn)橄虑鹉X能管理機(jī)體諸如體溫、繁殖、饑餓和口渴等多項(xiàng)重要生理學(xué)功能。因此，神經(jīng)元細(xì)胞似乎能檢測(cè)到細(xì)菌的活性（增殖和死亡），并作為食物攝入對(duì)機(jī)體腸道生態(tài)系統(tǒng)影響的直接衡量標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)量攝入特定或許會(huì)刺激特定細(xì)菌或病原體不成比例地生長(zhǎng)，從而危及機(jī)體的腸道平衡。

胞壁肽對(duì)下丘腦神經(jīng)元和新陳代謝的影響或許就提出了其在其它大腦功能中的潛在作用的問(wèn)題，這或許可能會(huì)幫助理解特定大腦疾病和NOD2遺傳突變之間的關(guān)聯(lián)，而這一研究發(fā)現(xiàn)也為神經(jīng)科學(xué)、免疫學(xué)和微生物學(xué)前沿的跨學(xué)科項(xiàng)目的研究鋪平了道路，并最終有望幫助開(kāi)發(fā)新型治療性策略來(lái)治療多種大腦疾病和諸如肥胖和糖尿病等代謝性疾病。

綜上，本文研究中，研究人員識(shí)別出了一種特殊的微生物感知機(jī)制，其或能幫助調(diào)節(jié)進(jìn)食行為和宿主機(jī)體的新陳代謝機(jī)制。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

ILANA GABANYI，GABRIEL LEPOUSEZ，RICHARD WHEELER, et al. Bacterial sensing via neuronal Nod2 regulates appetite and body temperature, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abj3986