隨著社會壓力的持續(xù)增大,抑郁癥已成為全球首要致殘因素,其發(fā)病率逐年攀升,超越了心血管疾病和癌癥。盡管藥物治療和心理治療是抑郁癥的傳統(tǒng)治療手段,但鑒于抑郁癥病因的復(fù)雜性和患者間的個體差異,這些方法的療效并不盡如人意。在此背景下,科學(xué)家們正積極探索新的治療途徑,其中,益生菌因其潛在的抗抑郁作用而備受關(guān)注。
近期,江南大學(xué)的陳衛(wèi)院士、田培郡副研究員等在國際知名期刊Cell Reports Medicine上發(fā)表了一項(xiàng)重要研究,揭示了特定雙歧桿菌在調(diào)節(jié)情緒方面的重要作用。研究發(fā)現(xiàn),這些雙歧桿菌能夠產(chǎn)生一種獨(dú)特的代謝產(chǎn)物--吲哚-3-乳酸(ILA),并通過該物質(zhì)改善個體的情緒狀態(tài)。
該研究聚焦于腸道微生物群與中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的微生物群-腸-腦軸。近年來,越來越多的研究表明,腸道微生物群的變化與抑郁癥的發(fā)病密切相關(guān),而糞便微生物群移植(FMT)在一些抑郁癥患者中展現(xiàn)出了積極的治療效果。然而,F(xiàn)MT的安全性問題限制了其廣泛應(yīng)用。相比之下,益生菌作為一種替代療法,因其抗抑郁作用、對傳統(tǒng)藥物不耐受或無效患者的適用性,以及能夠增強(qiáng)傳統(tǒng)療法效果的特點(diǎn),而受到了廣泛重視。
在研究中,科學(xué)家們首先發(fā)現(xiàn)了一種名為Bre1025的雙歧桿菌菌株,與對照菌株相比,它地緩解了小鼠的焦慮和抑郁樣行為。這一發(fā)現(xiàn)提示,Bre1025可能具有獨(dú)特的抗抑郁功效。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),Bre1025能夠通過調(diào)節(jié)腸道中的ILA水平來實(shí)現(xiàn)其抗抑郁作用。與抑郁小鼠相比,接受Bre1025干預(yù)的小鼠腸道、血液和大腦中的ILA水平均得到了提升。這一發(fā)現(xiàn)不僅在小鼠模型中得到了驗(yàn)證,還在人類志愿者中得到了初步確認(rèn)。健康志愿者在連續(xù)攝入Bre1025后,腸道中ILA及其下游代謝產(chǎn)物水平也上升。
為了深入探究Bre1025產(chǎn)生ILA的分子機(jī)制,科學(xué)家們對其基因組進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Bre1025菌株中存在一個名為Aldh的關(guān)鍵基因,該基因在色氨酸轉(zhuǎn)化為ILA的過程中起著至關(guān)重要的作用。通過構(gòu)建相關(guān)插入突變體,科學(xué)家們進(jìn)一步證實(shí)了Aldh基因?qū)LA產(chǎn)生的重要性。缺乏Aldh功能的突變體完全喪失了ILA的生成能力,這也解釋了為什么這些突變體在抑郁小鼠模型中無法發(fā)揮抗抑郁作用。
基于以上發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們提出了一個假設(shè):具有Aldh基因的雙歧桿菌菌株可能具有更好的抗抑郁效果。為了驗(yàn)證這一假設(shè),他們對來自不同種類的75株雙歧桿菌進(jìn)行了基因組分析,并篩選出了具有ILA合成能力的菌株。這些菌株均含有Aldh基因。隨后,科學(xué)家們將這些菌株用于慢性不可預(yù)見性應(yīng)激(CUMS)模型小鼠的干預(yù)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),含有Aldh基因的雙歧桿菌菌株提高了小鼠腸道、血清和海馬中的ILA水平,并有效緩解了CUMS誘導(dǎo)的焦慮和抑郁行為。而缺乏Aldh基因的菌株則無此效果。
除了直接調(diào)節(jié)ILA水平外,科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),Bre1025還可能通過激活芳香烴受體(AhR)信號通路來發(fā)揮抗抑郁作用。AhR是一種廣泛存在于人體組織中的受體,它能夠調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和免疫功能。研究發(fā)現(xiàn),Bre1025能夠恢復(fù)腦部5-羥色胺(5-HT)水平,降低血清皮質(zhì)酮和促炎因子的表達(dá),增加抗炎因子的水平。這些變化可能有助于減少海馬區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞的異?;罨?,從而緩解神經(jīng)炎癥和神經(jīng)行為異常。而ILA作為Bre1025的主要代謝產(chǎn)物之一,可能在激活A(yù)hR信號通路中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
綜上所述,這項(xiàng)研究為腸道微生物來源的ILA在腦功能調(diào)節(jié)中的作用提供了直接證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn),特定雙歧桿菌菌株能夠通過調(diào)節(jié)腸道ILA水平來改善情緒狀態(tài),并揭示了這一過程的分子機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)不僅有助于深化我們對抑郁癥發(fā)病機(jī)制以及微生物-腸腦軸理論的理解,還為未來精神生物菌株的篩選與臨床應(yīng)用提供了廣闊的前景。
隨著研究的深入,我們有望在未來看到更多基于益生菌的抗抑郁療法問世。這些療法可能會為那些對傳統(tǒng)治療方法無效或不耐受的患者提供新的希望。同時(shí),這也將推動我們對腸道微生物與大腦之間相互作用的理解達(dá)到一個新的高度