近年来，精神健康障碍的发病率逐年上升。根据最新的全国研究，新加坡每7人中就有1人经历过包括抑郁症和焦虑症在内的精神健康障碍。2019年，精神健康障碍成为新加坡疾病负担的前四大原因之一。鉴于此，来自Duke-NUS医学院和新加坡国家神经科学研究院的研究团队着手研究微生物在焦虑行为中的作用。
研究人员在无菌环境中观察到，未暴露于活微生物的小鼠表现出明显更多的焦虑行为，而那些具有典型寄居活微生物的小鼠则表现正常。进一步研究表明，这种增加的焦虑行为与大脑中处理恐惧和焦虑情绪的区域——基底外侧杏仁核（BLA）活动增强有关。研究还发现，这种现象与大脑细胞中的钙依赖性SK2通道蛋白有关，这些通道蛋白与焦虑行为密切相关。当身体和大脑暴露于活微生物代谢产物时，SK2通道就像一个离合器，防止神经元过度兴奋和频繁放电。
Duke-NUS医学院神经科学与行为障碍项目副教授Shawn Je解释说：“我们的研究揭示了微生物与心理健康之间的具体而复杂的神经过程。没有活微生物的小鼠表现出更高的焦虑行为水平，这表明缺乏这些微生物会扰乱大脑功能，特别是在控制恐惧和焦虑的区域，导致焦虑行为。”
为了更好地理解微生物在这一过程中的作用，研究人员向无菌小鼠引入了活微生物。结果发现，基底外侧杏仁核中的高神经活动减少，SK2通道活性也降低，小鼠表现出显著较少的焦虑行为，其情绪反应变得类似于那些暴露于微生物的小鼠。
此外，研究人员尝试使用吲哚（由某些微生物产生的代谢产物）进行治疗。当无菌小鼠被给予吲哚后，它们基底外侧杏仁核的活动减少，并表现出更少的焦虑行为。这表明我们体内的微生物产生代谢产物，直接联系着我们的微生物群和维持心理平衡。
新加坡国家神经科学研究院研究部门教授Sven Pettersson表示：“建立饥饿信号和控制饥饿是一种进化保守的防御机制。出生时的生理转换可以被视为新生儿第一次大规模接触焦虑环境，即‘如果你不吃东西，就会死’。此外，出生时接触到母乳，其中含有可产生吲哚的微生物。植物在受到压力或营养不良（如干旱）时也会分泌吲哚。本文报告了一种类似的机制，吲哚可以调节哺乳动物的焦虑水平。也就是说，血液中不同水平的微生物吲哚可能反映了对压力情况的不同敏感性和脆弱性，因此在经历焦虑相关情况的风险上存在差异。”
这些观察结果具有多重意义，例如，它开启了通过针对肠道-大脑轴来治疗焦虑相关障碍的治疗潜力，可以通过膳食补充吲哚或引入产生吲哚的肠道微生物作为益生菌来恢复微生物组成。“换句话说，它为21世纪的个性化医疗铺平了道路。这类研究展示了我们体内微生物与生命更高复杂性之间密切的遗传关系。”Pettersson总结道。
Duke-NUS医学院高级副院长Patrick Tan指出：“我们的研究强调了微生物、营养和大脑功能之间的深层进化联系。这为患有压力相关疾病的人们带来了巨大潜力，例如睡眠障碍或无法耐受标准精神药物的人。这也提醒我们，心理健康不仅存在于大脑中，也存在于肠道中。”
研究团队现在希望探索临床试验，以确定基于吲哚的益生菌或补充剂是否可以在人类中有效用作天然的抗焦虑治疗方法。如果成功，这可能会开启心理健康护理的新时代——肠道微生物帮助我们保持心灵的平静。
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