社恐與否竟由體內微生物決定，科學家這下真實現“機制難尋，腸道菌群”了
研究結論來自一群「小透明」。
詹士 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
是不是社恐，由體內微生物來決定？？？
最近，俄勒岡大學的一系列研究指向了該說法。
更具體說，研究者們發現，在動物大腦發育的早期關鍵階段，腸道內各種微生物群將有助于塑造社交技能相關的大腦系統。
反之，如果缺乏腸道微生物組，動物社會交際能力遠低于被移植了微生物組的同齡同類。
目前該結論已引發不少人關注。
科技媒體QuantaMagazine對該發現進行了報道，Reddit上相關帖子也獲贊超500。
有網友表示，酸奶要買起來了。（是不是現在喝有點晚？）
也有網友分享了自己的觀察，自閉癥往往伴隨腸胃問題，兩者也許有關。
所以，科學家具體觀察到了什么？
殺死那個「小透明」的腸道菌群
此次實驗研究對象挺有意思，一種斑馬魚，繁殖迅速且天生具備社交性，胚胎發育12-16天即出現聚集、親屬識別、攻擊等社交特征。
此外，這種魚成年前身體大部分透明，這使科學家不必解剖，就能夠觀察這些「小透明」體內發育情況。
△ 圖源：wikicommons △ 圖源：wikicommons
研究團隊先對一部分胚胎消毒，再進行無菌化處理，去除其本身的微生物群，再在發育7天后，為其接種正常微生物群，觀察其社交行為。
同時，培養一個對照組（CVZ），讓它們從第零天就植入腸道微生物組并自然生長。
結果顯示，無菌又植入微生物的斑馬魚（XGF組，下同）相比微生物組正常生長的對照組，社交行為頻率明顯減少。
且對比同齡魚，隨魚群游動的軌跡（下圖青色XGF組）也更容易偏離和不定。
同時，研究者還對它們的視覺進行刺激，觀察反應及其游動速度，并未發現明顯差異，說明相關微生物群并不影響感官和運動能力。
為進一步探究原因，他們通過顯微鏡觀察了重新植入微生物群的斑馬魚大腦神經元發育情況，發現了明顯的結構差異。
更早的研究已證明，動物正常社交行為與一種名為vTely321的神經元有關。在此次實驗中，研究者發現無菌處理后的胚胎發育中vTely321神經元有明顯減少。
此外，相比對照組，無菌處理過的斑馬魚vTely321神經突觸表現出更深度「樹枝化」特點。且該過程持續到了其幼年發育晚期。
具體如下圖，上部為自然生長的對照組，下部為無菌處理再植入微生物的XGF組：
上述現象使研究者認為，腸道內多種類的微生物群能左右生物社交能力的vTely321神經元分化生長。
更進一步，研究者推測腸道微生物群與生物體內小膠質細胞有關。
因為此類細胞在胚胎大腦快速發育關鍵期，主要負責「修建」神經元過于龐雜的手臂，抑制樹枝化。
通過觀察，他們發現的確無菌處理后（GF組）小魚腦內小膠質細胞比對照組更少：
由此，研究者確認腸道微生物群將影響生物發育中的小膠質細胞器發揮作用。
值得一提的是，腸道微生物群影響斑馬魚社交能力現象并非特例。
同樣來自俄勒岡州大學該實驗室的另一項實驗中，科學家發現斑馬魚vTely321神經元與小鼠的社交相關神經元簇，在基因表達、功能等方面有高度重疊。
下圖中，第一列為斑馬魚vTely321神經元在胚胎發育中的表達情況，二三列為小鼠兩種CGN神經元的表達情況，科學家以標記方式觀察，發現了高度相似：
不過科學家也提醒，不同生物的神經通路有所不同，在未來，他們還將繼續研究腸道微生物群如何影響大腦原理，尤其在人類身上的影響情況。
此外，他們還希望尋找干預方式讓微生物群造成的大腦發育問題重新恢復。
團隊介紹
最后認識一下上述研究的幕后團隊，他們來自俄勒岡大學神經科學研究所。
一系列研究的主導科學家包括Judith S. Eisen以及Philip Washbourne等人。
Philip Washbourne及其團隊側重研究遺傳分子及細胞領域對動物社會行為的影響。
Judith S. Eisen團隊主要關注脊椎動物的神經系統，包括：神經多樣性如何產生、神經回路連接及微生物與宿主在神經發育中作用的關系。
參考鏈接：
[1]https://www.quantamagazine.org/the-gut-microbiome-helps-social-skills-develop-in-the-brain-20221115/
[2]https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001838#sec001
[3]https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-022-08879-w
[4]https://ion.uoregon.edu/
— 完 —
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