肠道菌群通过刺激大脑回路的小胶质细胞重塑来影响社会行为

斑马鱼的新UO研究表明，肠道微生物鼓励专门的细胞修剪大脑回路中控制社会行为的额外连接。修剪对于正常社会行为的发展至关重要。

研究人员还发现，这些“社交”神经元在斑马鱼和老鼠身上是相似的。这表明这些发现可能会在物种之间转化——;并可能为一系列神经发育疾病的治疗指明方向。

“这是向前迈出的一大步，”与神经科学家PhilipWashbourne共同领导这项工作的UO神经科学家JudithEisen说。“它还揭示了更大、毛皮动物身上正在发生的事情。”

该团队在发表于PLOSBiology和BMCGenomics的两篇新论文中报告了他们的发现。

虽然社交行为是一种涉及大脑许多部分的复杂现象，但沃什伯恩的实验室之前在斑马鱼大脑中发现了一组神经元，这些神经元是一种特定类型的社交互动所必需的。通常情况下，如果两条斑马鱼隔着玻璃隔板看到对方，它们会靠近并并排游泳。但是没有这些神经元的斑马鱼不会表现出兴趣。

在这里，研究小组发现了一条将肠道中的微生物与大脑中的这些神经元联系起来的途径。在健康的鱼中，肠道微生物刺激称为小胶质细胞的细胞修剪神经元之间的额外联系。

修剪是大脑健康发育的正常部分。就像柜台上的杂物一样，额外的神经连接会妨碍真正重要的连接，从而导致信息混乱。

在没有这些肠道微生物的斑马鱼中，修剪没有发生，鱼表现出社交缺陷。

我们已经知道微生物组在发育过程中会影响很多事情。但是，关于微生物组如何影响大脑的具体数据并不多。我们已经做了很多努力来推动那里的边界。”

在第二篇论文中，该团队确定了这组社交神经元的两个定义特征，这些特征可能由小鼠和斑马鱼共享。一个是这些细胞可以通过开启相似的基因来识别——这是它们可能在两个物种的大脑中发挥相似作用的线索。这种签名标志可用于识别在不同大脑中发挥这种作用的神经元。另一个是“小鼠中具有相同基因特征的神经元与斑马鱼社交神经元的大脑位置大致相同，”艾森说。

这一发现加强了研究人员的信念，即他们在斑马鱼上的工作可以转化为老鼠或人类。研究斑马鱼大脑发育的具体细节更容易，科学家可以观察到幼鱼透明身体形成的神经回路。然后，研究人员可以从斑马鱼身上获取见解，并将其作为了解其他物种的起点。

肠道微生物组破坏和神经突触修剪不良都与自闭症谱系障碍等一系列神经精神疾病有关。

“如果我们能够将这些联系在一起，它可能有助于更好地治疗各种疾病，”艾森和沃什伯恩实验室的博士后、PLOS生物学论文的第一作者约瑟夫布鲁克纳说。他的下一步是找出将细菌与小胶质细胞联系起来的分子，更详细地绘制微生物和行为之间的通路。