陈根：大脑与肠道细菌对话，为疾病治疗带来了什么启发？

文/陈根

众所周知，人体内的肠道菌群种类繁多。具体来看，人体内的肠道菌群包括了至少100万亿个细菌，是人体细胞总数的10倍，分属1000多个种。

与此同时，人类肠道中有超过 1 亿个神经元组成的复杂网络，于是，肠道神经系统通过交感神经和副交感神经系统与中枢神经系统进行交流，通过免疫途径、神经内分泌途径和迷走神经途径形成“肠-脑轴（GBA）”。因此，肠道也被认为是人类的第二个大脑。

事实上，脑-肠轴在维持体内平衡方面的重要性早已得到认可。然而，作为肠-脑功能关键调节者之一的微生物群的出现则使人们构建了微生物-肠-脑轴的平衡模型，并逐渐认识到微生物-肠-脑轴（MGBA）的重要性。

比如，微生物群落释放的化合物随着血液循环，通过肠-脑轴调控宿主的免疫反应、新陈代谢和大脑功能等生理功能。不过，大脑的神经元能否直接感知细菌的组分、细菌能否通过调节神经元来调控生理过程，仍是未知。

而在最新一期《科学》杂志中，来自法国巴斯德研究所等机构的科学家揭示了大脑与肠道细菌之间的神秘联系。他们在小鼠模型中发现，下丘脑神经元能直接检测肠道细菌活动的变化，并根据其变化调节食欲与体温等生理过程。

具体来看，此前的研究已经发现，编码Nod2受体的基因突变，与克罗恩病等代谢疾病，以及神经系统疾病和情绪障碍相关。但是，过去的研究不足以证明大脑中的神经元活动与肠道中的细菌活动存在直接关系。

而此次，研究团队正聚焦于核苷酸寡聚化结构域2（Nod2）受体。这种模式识别受体存在于绝大多数免疫细胞中，可以帮助免疫系统识别细菌细胞壁的片段——胞壁肽。研究团队使用脑成像技术，观察到小鼠大脑不同区域（尤其是下丘脑）的神经元都表达Nod2受体。进一步的实验发现，当与肠道细菌的胞壁肽接触时，神经元的电活动受到抑制。

而当Nod2在下丘脑的抑制性γ-氨基丁酸神经元中被特异性敲除，这些神经元就不再受到胞壁肽的抑制，这时大脑失去对食物摄入和体温等过程的控制能力。结果是小鼠（尤其是老年雌性个体）体重上涨，并且更容易患2型糖尿病。

这项发现也证明了肠道微生物与大脑神经元之间存在直接交流，或将为糖尿病、肥胖等代谢失调提供新的治疗思路。实际上，人类大脑和肠道微生物群的关系早已经受到了科学界的重视，其可能以独特的行为途径影响人类健康，而探索这种隐秘的关系也对治疗疾病具有重要意义。