微生物群,发现保护大脑免受肠道炎症的“门”的作用

让我们来谈谈微生物群。 患有慢性肠道疾病(如溃疡性结肠炎和克罗恩病)的人常常伴随抑郁和焦虑,以至于科学界多年来一致认为肠道和大脑之间存在联系,尽管其功能尚未确定到目前为止

发表在《科学》上的微生物群研究

在《科学》中,由 Humanitas 粘膜免疫学和微生物组实验室负责人兼 Humanitas 大学普通病理学教授 Maria Rescigno 教授协调的一组 Humanitas 研究人员发表了一项研究结果,该研究结果开辟了了解血流和大脑之间的屏障(或界面)之一,脉络丛。

该研究还由 Humanitas 大学微生物学家 Sara Carloni 博士、Humanitas 大学药理学教授兼 CNR 神经科学研究所所长 Michela Matteoli 教授以及 Humanitas 神经发育实验室负责人兼神经科学教授 Simona Lodato 博士签署。 Humanitas 大学的组织学和胚胎学。

“在脉络丛水平,我们记录了阻止炎症信号进入大脑并通过血流迁移到其他器官的机制。

这种现象与大脑与身体其他部位的隔离有关,后者负责行为改变,包括焦虑的发作,”玛丽亚·雷西尼奥教授解释说。

“这意味着这种中枢神经系统疾病是疾病的一部分,而不仅仅是次要表现。”

微生物群,脉络丛过滤炎症的功能

脉络丛是大脑中的一种结构,其中围绕大脑的液体和 产生脐带,保护中枢神经系统的精细结构。

此外,脉络丛是营养物质进入和废物排除的载体,并在免疫防御中发挥作用。

“我们发现在脉络丛内,除了已知的上皮屏障外,还有一个额外的血管屏障,我们称之为脉络丛血管屏障,”Sara Carloni 博士解释说。

“在正常情况下,这个‘门’允许来自血液的分子进入,如果远处器官(在这种情况下是肠道)发生炎症,屏障会重新组织并关闭以阻止可能有毒物质的进入”。

因此,进一步的问题是:在健康条件下,这个血管“门”(在没有病理刺激的情况下保持打开状态)的目的是什么?

为了回答这个问题,我们使用了一个基因实验模型来“关闭”大脑屏障,而不会引起肠道炎症。

“在这样做时,我们已经证明神经丛屏障的关闭本身似乎与行为的改变有关,导致焦虑增加和情景记忆缺陷,”Humanitas 大学药理学教授 Michela Matteoli 教授总结道。 CNR神经科学研究所所长。 这意味着肠道和大脑之间的生理和动态交流是正确大脑活动的基础。

脉络丛血管屏障的研究

为了了解脉络丛血管屏障的行为,使用了单细胞测序方法,IEO 研究小组也参与了其中。

“这使得确定主要参与这种反应的血管系统成分成为可能,即毛细血管和周细胞,以及调节血管通透性的细胞,”Humanitas 神经发育实验室负责人兼神经发育学教授 Simona Lodato 博士说。 Humanitas 大学的组织学和胚胎学。

“通过这种分析,可以知道屏障关闭时脉络丛中每个细胞的动态行为”。

展望未来:炎症性疾病的治疗前景

“我们已经描述了调节大脑与身体其他部位之间与肠道炎症相关的相互作用的机制,”Maria Rescigno 教授解释说。

“还有很多悬而未决的问题。

例如,此闭合在哪些其他疾病中被激活? 患有神经退行性疾病的患者也有一个可渗透的肠道,更多的分子通过它进入血液。

我们现在知道这种迁移与大脑屏障的关闭有关,因此与抑郁和焦虑有关。

我们如何才能重新打开神经丛的“大门”来对抗这些改变的状态?

再说一次,我们如何调节屏障到达大脑并允许药物通过?”

“我们已经在努力了解哪些分子可能参与行为异常以调节屏障反应; 当神经丛关闭时,哪些对我们的健康有用的细胞和成分会被困在大脑之外,”Sara Carloni 博士指出。

“这进一步证明,免疫活动不仅过多,而且不足,都会损害神经系统的功能。 现在,定义发生这种情况的机制非常重要,”Michela Matteoli 教授解释说。

“我们正在研究小胶质细胞,大脑中的免疫细胞。

我们知道它们的活动会受到外周免疫系统信号的影响,包括我们实验室在内的许多研究已经证实小胶质细胞对突触功能有重要影响。

突触是神经元之间接触的部位,是大脑功能所有过程(包括学习和记忆)的所在地。 因此,它代表了未来研究中最有希望分析的目标。”

“在发育神经生物学的背景下,我们需要了解在脉络丛水平发现的大脑和胃肠系统之间的这种相互作用是何时以及如何产生的。

脑脊液 (CSF) 的组成明显受到该屏障活动的影响,在发育过程中是动态的,并且是神经元回路形成的基础。

如果我们考虑生态失调,即儿童微生物群的改变或儿童肥胖,我们就会意识到在这些情况下,大脑和肠道之间的联系可能会被强烈的炎症状态改变,从而影响血管丛屏障和重要后果关于发育中的大脑,” Simona Lodato 博士总结道。

微生物群,发现保护大脑免受肠道炎症的“门”的作用:视频

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Sumber:

马尼塔斯

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