在神经发育障碍的小鼠模型中，过度活动是由宿主的遗传基因控制的，而社交行为缺陷则是由肠道微生物组介导的。
当我们考虑神经系统疾病的原因以及如何治疗它们时，我们主要针对的是大脑。但这是最好的或者唯一的方法？也许并不是。
贝勒医学院的科学家最新研究表明，肠道中的微生物可能会导致某些与复杂的神经系统疾病有关的症状。这项发现发表在Cell杂志上，表明微生物启发疗法（microbe-inspired therapies）可能有一天可以帮助进行治疗。
贝勒大学神经科学教授Mauro Costa-Mattioli博士与他的团队发现，宿主的基因和微生物组相互依赖地调节着不同的异常行为。而且重要的是，该小组发现，在神经发育障碍的小鼠模型中，过度激活是由宿主的遗传基因控制的，而社交行为缺陷则是由肠道微生物组介导的。
研究人员发现，从治疗的角度来看，用一种特殊的微生物治疗能改善社交行为，但不能改善运动能力。这种微生物能促进肠道中蝶呤家族中化合物产生，类似于使用具有代谢活性的生物蝶呤分子进行的治疗。
Costa-Mattioli说：“我们既是宿主基因又是微生物基因的承载者。传统上，大多数关注焦点都在宿主基因上，而肠道微生物组是我们体内生活的微生物群落，是遗传信息的另一个重要来源。”
这项工作为神经系统疾病提供了一种不同的思维方式，即人类和微生物的基因相互影响并促进了这种状况。他们的发现还表明，有效治疗可能需要同时针对大脑和肠道，才能完全解决所有症状。此外，这还打开了其他复杂疾病（例如癌症，糖尿病，病毒感染或其他神经系统疾病）可能具有微生物组成分的可能性。
脑-肠微生物群
“在人类中研究这些复杂的相互作用非常困难，因此，在这项研究中，我们使用了一种神经发育障碍的小鼠模型，这些动物缺乏Cntnap2基因的两个拷贝（Cntnap2-/-小鼠）。”
进一步的实验表明，调节肠道微生物组可以改善突变小鼠的社交行为，但不会改变它们的过度激活，表明微生物组的变化可以选择性地促进了动物的社交行为。
有了这些知识，研究人员就更深入地研究了微生物组对动物社会缺陷的影响的潜在机制。
“我们发现乳杆菌还可以恢复正常的社会行为，但不能纠正Cntnap2-/-小鼠的过度激活。”
然而，更大的惊喜还来自于研究人员向社交小鼠施用了他们发现的代谢物或化合物，乳杆菌增加了宿主肠道中的代谢物或化合物。他们发现，用代谢物代替细菌处理动物后，它们的社交缺陷也得到了改善。
细菌可以治愈大脑
这项工作能激发治疗神经系统疾病的新突破吗？虽然现在还不能肯定地说，但研究人员对他们的发现还是很兴奋的。“我们的工作加强了新领域的新兴概念，开发针对肠道微生物组的安全有效疗法，该疗法针对具有选择性益生菌的细菌或受细菌启发的药物。”
“随着我们更多地了解这些细菌的工作原理，我们将能够更精确，更有效地利用它们的力量来帮助治疗大脑，甚至更多。”
这项研究代表了该领域的重要一步，因为许多疾病，尤其是影响大脑的疾病仍然很难治疗。
Costa-Mattioli说：“尽管在科学方面取得了不受进展，但是调节人类基因来治疗疾病仍然很困难，而调节我们的微生物组可能是一种有趣的，非侵入性的选择。”实际上，罗伊氏乳杆菌目前正在意大利的自闭症儿童中进行临床试验，Costa-Mattioli的目标是尽快开始自己的试验。
“在我最疯狂的梦中，我从未想象过肠道中的微生物会调节行为和大脑功能。现在想想基于微生物的策略可能是治疗神经功能障碍的可行方法，这非常令人兴奋。”
参考文献：
Dissecting the contribution of host genetics and the microbiome in complex behaviors
