人类的肠道通常被称为"第二大脑"。"肠脑轴"是指吸收到肠道的物质通过血管进入大脑并对其产生影响的概念。随着这一概念继续得到广泛关注,过去几年里科学家们进行了一系列相关研究。
据推测,自闭症可能与人类肠道微生物有关,因为自闭症儿童经常经历胃的紊乱,如肠易激综合征。然而,自闭症和人类肠道微生物群之间的确切关系还有待确定。
最近,有报道称,给小鼠注射丙酸(PPA)后,小鼠表现出类似自闭症状的行为。PPA是一种食品添加剂,用于延长加工食品的货架期,甚至在乳制品、罐头食品等产品中也有。
研究小组将PPA注射到培养的小鼠神经元中,观察海马神经元的形态和蛋白表达。研究发现,由于自噬的破坏,树突棘的数量减少。
自噬是去除不必要的蛋白质和细胞器的自然细胞机制。PPA的使用会阻碍自噬体与溶酶体融合的过程,从而积累细胞废物,减少突触形成所必需的树突棘的数量,最终阻碍儿童大脑的发育。
研究还发现,在PPA处理的细胞中,细胞外信号调节激酶(ERK)通路过度激活。当添加一种破坏ERK的酶时,树突棘的数量得到了恢复。
本研究的意义在于,通过发现过量使用PPA这一最常用的食品添加剂可能诱发自闭症,确定了人类肠道细菌代谢物对神经元的影响。
该研究主要研究人员Mun Ji-young说:"这项研究揭示了人类肠道微生物对人脑的众多影响之一。我们计划继续研究PPA诱发大脑疾病的机制,并在未来将这些发现应用于相关疾病的治疗。" (生物谷Bioon.com)
参考资料:
Hyosun Choi et al, Propionic acid induces dendritic spine loss by MAPK/ERK signaling and dysregulation of autophagic flux, Molecular Brain (2020). DOI: 10.1186/s13041-020-00626-0
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