益生菌治疗减轻小鼠自闭症样行为

2019-07-30 339细菌益生菌的作用

自闭症谱系障碍(ASD)是指个体表现出重复性行为、社交互动减少和沟通障碍等特征行为。奇怪的是,许多ASD患者也有胃肠道(GI)问题,如腹部绞痛和便秘。

美国加州理工学院(Caltech)的研究人员以自闭症患者大脑和肠道同时出现的问题为指导,正在研究一种潜在的革命性的治疗自闭症和其他神经发育障碍的新疗法。

肠道微生物群——填充人类消化道的菌群,先前已被证明影响社会和情感行为,但加州理工学院的研究,发表在12月5日出版的《细胞》杂志上,是第一个证明这些肠道细菌的变化可以影响小鼠模型自闭症样行为。

益生菌治疗减轻小鼠自闭症样行为

肠道-微生物-大脑的相互作用

生物学教授Sarkis K. Mazmanian说:“传统的研究将自闭症作为一种遗传疾病和大脑疾病来研究,但是我们的研究表明,肠道细菌可能会以一种以前不为人知的方式导致类似自闭症的症状。”“肠道生理学似乎对目前被认为是大脑功能的东西有影响。”

为了研究肠道-微生物-大脑的相互作用,研究人员使用了加州理工学院(Caltech)生物学教授Paul H. Patterson和Benjamin F. Biaggini的实验室先前开发的自闭症小鼠模型。在人类中,严重的病毒感染会增加孕妇生下自闭症儿童的风险。Patterson和他的实验室使用一种病毒模拟物在老鼠身上复制了这种效果,这种病毒模拟物可以触发母亲体内类似感染的免疫反应,并在后代身上产生与自闭症相关的核心行为症状。

益生菌治疗减轻小鼠自闭症样行为

研究内容

在新的细胞研究中,Mazmanian, Patterson和他们的同事发现,免疫激活的怀孕老鼠的“自闭症”后代也表现出GI异常。特别是,自闭症样小鼠的胃肠道是“渗漏的”,这意味着它们允许物质通过肠壁进入血液。这一特点被称为肠道通透性,已经在一些自闭症患者中报道过。加州理工学院(Caltech)高级研究员、该研究的第一作者Elaine Hsiao表示:“据我们所知,这是首例关于患有共病性胃肠功能障碍的自闭症动物模型的报告。”

为了弄清这些胃肠道症状是否真的影响了自闭症样行为,研究人员用脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)对小鼠进行了治疗。

益生菌治疗减轻小鼠自闭症样行为

益生菌减轻胃肠道问题及行为症状

此外,对实验小鼠的观察表明,它们的行为已经发生了变化。特别是,它们更有可能与其他老鼠交流,减少了焦虑,也不太可能进行重复的行为。

Hsiao教说:“B. fragilis治疗减轻了小鼠模型中的胃肠道问题,也改善了一些主要的行为症状。”“这表明胃肠道问题可能导致神经发育障碍的特定症状。”

在临床合作者的帮助下,研究人员正计划进行一项试验,以测试益生菌治疗人类自闭症的行为症状。Patterson说,这项试验应该在未来一两年内开始。

Patterson说:“这种益生菌治疗是产后的,这意味着母亲已经经历了免疫挑战,因此,生长中的胎儿已经开始沿着不同的发展道路。”“在这项研究中,我们可以在孩子出生后提供一种治疗方法,帮助改善某些行为。我认为这是故事中很重要的一部分。”

研究人员强调,要开发出一种有效、可靠的益生菌疗法来治疗人类自闭症,还有很多工作要做——部分原因在于,这种疾病既有遗传因素,也有环境因素,而且小鼠模型中免疫缺陷的母亲只会复制环境因素。

Mazmanian说:“自闭症是一种异质性的疾病,每个人的基因和环境因素的比例可能不同。”“即使B. fragilis能改善自闭症的一些症状,如果它是一种普遍的治疗方法,我也会感到惊讶——它可能不会对每个病例都有效。”

加州理工学院的研究小组提出,某些有益的细菌与调节代谢产物(或代谢物)从肠道进入血液的释放密切相关。事实上,研究人员发现,在自闭症样小鼠渗漏的肠壁中,某些被微生物调节的代谢物很容易进入循环,并影响特定的行为。

“我认为我们的研究结果有一天可能会改变人们看待自闭症可能的原因和潜在治疗方法的方式,”Mazmanian说。

引用

California Institute of Technology. "Probiotic therapy alleviates autism-like behaviors in mice." ScienceDaily. ScienceDaily, 5 December 2013.
www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131205141900.htm.

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