首页 理论教育微生物与精神分裂症的关系

微生物与精神分裂症的关系

【摘要】:精神分裂症是一种严重的慢性精神疾病,遗传和环境因素都有助SCZ的发生发展,而肠道微生物组是由遗传和环境因素共同调节的肠—脑轴的关键组成部分,被视为影响神经内分泌功能和大脑发育的重要因素。因此,将没有进行药物治疗的精神分裂症患者的粪便微生物群移植到无菌处理的小鼠肠道内,以研究肠道微生物群和精神分裂症的关系。总之,研究表明,肠道微生物群通过调控Trp—Kyn—Kyna代谢促成了精神分裂症的发病机制。

精神分裂症(SCZ)是一种严重的慢性精神疾病,遗传和环境因素都有助SCZ的发生发展,而肠道微生物组是由遗传和环境因素共同调节的肠—脑轴的关键组成部分,被视为影响神经内分泌功能和大脑发育的重要因素。因此,将没有进行药物治疗的精神分裂症患者的粪便微生物群移植到无菌处理的小鼠肠道内,以研究肠道微生物群和精神分裂症的关系。结果表明,移植了无药物治疗精神分裂患者的微生物群后,小鼠表现出类似于精神分裂症的精神运动亢进、认知障碍等症状,小鼠的色氨酸(Trp)水平降低,大脑和血液中色氨酸分解代谢的犬尿氨酸(Kyn)—犬尿喹啉酸(Kyna)通路活性上升,脑内特定区域的神经递质多巴胺和5-羟色胺增多。此外,移植肠道菌群的小鼠的结肠腔滤液在体外培养的肝脏原代细胞以及前额叶皮质(PFC)切片中体现出可促进Trp—Kyn—Kyna代谢途径关键酶IDO1和KATII的活性的作用。60种供体来源的细菌在用患者和对照的粪便微生物群定植的小鼠之间显示出显著差异,突出了包括色氨酸生物合成功能的78种差异富集的功能模块。总之,研究表明,肠道微生物群通过调控Trp—Kyn—Kyna代谢促成了精神分裂症的发病机制。

研究收集了11名未经过药物治疗的SCZ患者和相对应的10名健康成人的粪便,分离出其中的微生物后,连续3周对经过抗生素无菌处理的雄性小鼠进行灌胃定植和重建肠道微生物群。肠道微生物群定植24小时后,对小鼠进行两套行为学测试,第一套包括包括旷场试验(迷宫)、社会互动试验(RSIT)、三箱社会交际实验(TCST)、异常物体识别测试、强迫游泳实验,第二套包括高架十字迷宫、Barnes迷宫、悬尾实验,此外有一组小鼠在注射NMDA拮抗剂MK-80130分钟后再进行迷宫实验。在行为测试后24小时,小鼠被解剖提取内脏和不同分区脑组织进行 ELISA、HPLC-MS及qPCR检测Trp—Kyn—Kyna途径中几种代谢产物的浓度和几种代谢酶的mRNA水平,使用ELISA和Luminex免疫测定试剂盒测定血清内毒素、激素、色氨酸代谢物和细胞因子含量,以及收集不同处理小鼠结肠腔滤液(CLF)处理体外培养的小鼠原代肝脏细胞、结肠细胞、腹侧被盖区(VTA)脑切片等,用以检测CLF对色氨酸代谢相关酶mRNA和活性的影响。此外,在小鼠实验期间的若干时间点采集小鼠粪便进行鸟枪法宏基因组测序和16SrRNA扩增子测序,对差异微生物进行功能模块富集。(www.chuimin.cn)