导言：生活在我们体内的细菌会影响我们的社交和交友能力吗?微生物是如何影响动物行为的?换句话说，从肠道细菌到大脑再到行为变化，在分子和细胞水平上发生的一系列事件是什么?

确定肠道微生物、神经元和整个机体的健康影响(比如行为变化)之间的相互作用，可能是探索如何在未来帮助改善社会缺陷(比如抑郁症和自闭症)的重要途径。目前治疗这类问题的做法包括开具药物处方，如抗抑郁药和抗焦虑药。

近期，主要在Sarkis Mazmanian、Luis B.和Nelly Soux微生物学教授和传统医学研究所研究员，在《Nature》发表题为“Microbiota regulate social behaviour via stress response neurons in the brain”的论文。

在此研究中，研究人员确定了一个特定的神经元回路，它直接受到肠道微生物组的影响，并随后对缺乏肠道微生物组的小鼠的反社会行为负责。将健康肠道微生物组小鼠的粪便移植到这些无菌小鼠体内足以改变这些神经元的活动，从而改善它们的社交行为。此外，研究人员还发现了一种可以增加社交能力的特殊细菌。

他们发现，生活在小鼠肠道中的细菌群落对于动物与其他小鼠表现出正常的社交行为至关重要。被培育成无菌的、没有肠道微生物群的小鼠会表现出明显的反社会行为，例如避开陌生人的老鼠而不是与之互动。微生物如何影响动物的行为？换句话说，从肠道细菌到大脑再到行为变化，分子和细胞水平上发生的一系列事件是什么？

已经有研究表明，在化学水平上，无菌小鼠的激素皮质酮(与人类所谓的应激激素皮质醇类似)水平明显高于微生物组健康的小鼠。由前Mazmanian实验室博士后Wu Wei-Li领导的研究团队，旨在识别受皮质酮影响并在社会行为中发挥作用的神经元。

“通过改变小鼠的微生物组，我们能够改变皮质酮的水平:更少的微生物组意味着更多的应激激素，”Mazmanian说。“体内有很多神经元会对皮质酮作出反应——称为糖皮质激素受体阳性神经元——我们想知道哪些细胞群和大脑区域负责无菌小鼠的社会行为的改变?”

在确定了大脑中涉及压力控制的几个神经元亚群后，研究小组使用化学和遗传工具，人工阻止皮质酮在没有微生物组的小鼠中激活这些神经元。这些小鼠尽管缺乏肠道微生物群，却能够表现出更正常的社会行为，因为它们的神经元对应激激素没有反应。

那么，是否是肠道细菌(或缺乏肠道细菌)首先导致了皮质酮水平的升高呢?为了解决这个问题，研究小组将肠道菌群正常的野生型小鼠的粪便移植到无菌小鼠体内。这些老鼠随后表现出皮质酮水平下降和更正常的社会行为。研究小组随后系统地确定了一种介导这种改善的细菌，即粪肠球菌。用粪肠杆菌定植的无菌小鼠表现出改善的社会行为和降低的皮质酮水平。粪肠杆菌介导这种改善的机制将是未来研究的主题。

“许多研究表明，肠道微生物组影响老鼠的复杂行为，比如社交能力。介导微生物组对行为的影响的潜在神经回路以前没有被发现。这项工作加强了对肠道与大脑联系的深远影响的认识。”Mazmanian说。“从概念上讲，这些发现为探索人类的类似效应奠定了基础。”

吴先生现在是台湾国立成功大学的教员。未来的研究方向包括进一步研究宿主与细菌的关系，识别肠道微生物产生的分子信号，以及这些信号如何影响宿主。Mazmanian和Wu计划继续他们的合作。

Mazmanian说:“我们的研究极大地受益于许多合作，包括来自加州理工学院Viviana Gradinaru和Rustem Ismagilov实验室的重要贡献。”

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03669-y