和“老”鼠同住一個月，“小”鼠變笨了

來源：中國科學報

編譯：徐銳

近日，一項發表于《自然》的研究發現，隨著小鼠年齡增長而大量繁殖的一種腸道細菌會導致認知能力下降。這種細菌會干擾連接腸道和大腦的感覺神經的信號傳遞。

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在英國東英吉利大學生物化學家David Vauzour看來，盡管實驗是在小鼠身上進行的，研究團隊發現的腸-腦回路很可能也存在于人身上。如果這一推測得到確認，那么這項研究可能揭示了一種人的記憶力和學習能力隨年齡增長而自然下降的機制，并且為能夠逆轉這種衰退的腸道靶向療法研發帶來希望。

“人上年紀后，需要戴老花鏡和助聽器。”論文作者、美國斯坦福大學免疫學家Christoph Thaiss說，正如衰老會導致生物對外部世界的感知能力下降一樣，它也可能導致對內部信號感知能力的喪失。

為此，研究團隊探究了腸道微生物的衰老影響。他們將兩個月大的年輕小鼠與18個月大的年老小鼠放在一起飼養。這就好比讓一個十幾歲的年輕人與一個50多歲的中老年人生活在一起。

在同一個籠子里生活一個月后，年輕小鼠在迷宮任務和另一項記憶測試中的表現逐漸與年老小鼠趨同。在記憶測試中，小鼠通常能記住之前見過的物體，因此會花更多時間探索新物體。但與年老小鼠同住的年輕小鼠卻在熟悉物體和新物體上花的時間相同，這樣的表現和年老小鼠一樣，表明它們已經喪失了短時記憶。

“這些年輕小鼠基本上與年老小鼠沒什么兩樣。”論文作者、美國賓夕法尼亞大學神經科學家Timothy Cox說，“這簡直令人難以置信。”

研究團隊發現，年輕小鼠的微生物群落變得與年老小鼠相似。由于生活在一起并食用對方糞便，腸道微生物很容易在小鼠間傳播。研究人員懷疑，年老小鼠腸道中的一種或多種細菌可能是導致認知能力下降的原因。

于是，研究人員給年輕小鼠定植各種細菌，結果發現，將戈氏副擬桿菌移植到年輕小鼠體內時，它們記住之前見過的物體的能力變差了；使用抗生素消除年老小鼠腸道細菌或采用噬菌體療法殺死戈氏副擬桿菌，都能改善小鼠在記憶測試中的表現，達到與年輕健康小鼠相當的水平。

研究人員對戈氏副擬桿菌進行分析后發現，這種細菌會產生大量的中鏈脂肪酸， 后者有助于形成細胞膜以及代謝副產物。中鏈脂肪酸通過GPR84受體激活巨噬細胞。通過對小鼠大腦進行成像以及開展抑制或激活感覺神經等一系列實驗，研究團隊發現，巨噬細胞被激活時會釋放炎癥分子，抑制迷走神經信號傳導。迷走神經是連接大腦與腸道等器官的關鍵回路。論文作者、斯坦福大學免疫學家Maayan Levy指出，這會阻斷腸道與大腦之間的信息交流，從而導致認知能力下降。

“這是微生物對大腦衰老十分重要的確鑿證據。”愛爾蘭科克大學的John Cryan表示，該研究表明，作用于腸道的療法或許能夠阻止或逆轉大腦衰老，“也許我們可以通過飲食來實現這一點”。