STM：母体内的肠道微生物对胎儿大脑有保护作用

大脑是所有器官中最神秘也是最重要的一部分。它独立于身体其他部位，拥有自己的密闭的屏障系统，似乎跟肠道也无解剖学上的联系。然而，根据11月19日发表在《科学-转化医学》杂志上的文章显示，正因为有了肠道内的正常菌群，小鼠大脑的密闭屏障系统才得以良好发育。


“肠道菌群能够控制血脑屏障，这简直太不可思议了，” 加州理工学院的微生物学家Sarkis Mazmanian说道，“许多神经科学家坚定地认为对于很多分子来说血脑屏障就是一道无法逾越的鸿沟，然而现在很难想象肠道细菌竟然可以控制神经生物学的组成部分。”

血脑屏障（BBB）是由血管内皮细胞之间的紧密连接形成，保护大脑免受血源性的感染和毒性作用。如此高效的结构使得大多数的蛋白和分子无法通过，通常情况下，只有借助一些特异性的受体通过选择性运输才允许某些分子通过这道屏障。

类似的，在肠道中，也有一道由内皮细胞和紧密连接组成的屏障来阻止菌群外溢，我们知道，肠道细菌本身就能控制肠道屏障的完整性。

肠道微生物也能调节大脑功能和发育，故Pettersson和他的同事们因此怀疑肠道微生物对大脑的影响可能表现在部分对血脑屏障的控制上。 

研究小组利用无菌小鼠和正常小鼠来比较BBB的发育。正如预期的那样，在胚胎发育后期，正常小鼠的血脑屏障正常闭合------在胚胎早期能够进入大脑的抗体在后期却只能在血液中检测到。然而，对于无菌母鼠所产的小鼠，这种抗体在母鼠妊娠后期仍能进入脑组织。

研究小组还用其他方法证明，这种因紧密连接低表达和错乱引起的BBB渗透性增加会持续到成年时期。

“这一有趣的现象是由母体的微生物决定的，”John Cryan，爱尔兰科克大学解剖学和神经科学教研室主任说，“我们认为微生物影响很可能只影响出生后的发育，但是有些结果很明确的显示，即使之前动物已经出现过微生物感染，但是其无菌母亲已经影响到它们的发育。”

在成年鼠模型中，将正常鼠的排泄物移植入无菌鼠体内后，不仅纠正了BBB紧密连接蛋白的表达还降低了BBB的渗透性。给予无菌鼠饲以细菌来源的短链脂肪酸，也有同样效果。说明，代谢物作用可能是细菌控制屏障完整性的部分机制。

尽管具体机制未明，但Cryan说：“现在，我们知道了微生物对BBB的重要性。因此，任何影响微生物稳态的因素可能也会影响BBB的完整性。”

确实，“任何对妊娠妇女肠道菌群有不利影响的因素可能反过来影响胎儿大脑的发育。” 安大略麦克马斯特大学的法恩康家庭消化健康研究所所长Stephen Collins 推测，“比如，在怀孕期间所接受的抗生素治疗如果对成人有作用的话，可能对胎儿发育也会有所影响。胎儿出生时，BBB还未完全闭合，而这个过程会持续到产后几天。所以，抗生素的使用或者剖宫产都使得胎儿无法获得母亲产道的微生物。同时也影响到胎儿BBB的良好闭合和大脑的良好发育。”

但Collins又说：“此项重要结果只从小鼠模型得来，还未在人类临床实验上得到证实，且抗生素的使用也能在某些情况下挽救母亲和胎儿的生命。”

原始出处：

Viorica Braniste1,*,†, Maha Al-Asmakh1,*, Czeslawa Kowal2,*, Farhana Anuar1, Afrouz Abbaspour1, Miklós Tóth3, Agata Korecka1, Nadja Bakocevic4, Ng Lai Guan4, Parag Kundu5, Balázs Gulyás3,5, Christer Halldin3,5, Kjell Hultenby6, Harriet Nilsson7, Hans Hebert7, Bruce T. Volpe8, Betty Diamond2,‡ and Sven Pettersson1,5,9,†‡The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice.Sci Transl Med 19 November 2014: DOI: 10.1126/scitranslmed.3009759