弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的研究人员已经证明,肠道内细菌的平衡可以影响低促性腺激素(hypopituitarism)的症状。他们还展示了阿司匹林能够改善患有这种病症的小鼠的激素缺乏症状。
低促性腺激素是一种由于垂体不能产生足够的激素而导致的疾病,通常是由_Sox3_基因突变引起的。这种病可能导致生长问题、不育以及身体对压力的不良反应。
在今天发表于《PLOS遗传学》(PLOS Genetics)上的研究中,科学家们从小鼠体内去除了_Sox3_基因,使它们在断奶期(开始吃固体食物)左右发展出低促性腺激素。
研究发现,_Sox3_基因突变主要影响大脑中的下丘脑,而下丘脑指示垂体释放激素。然而,该基因通常活跃于多种类型的脑细胞中,因此科学家首先需要确定哪些特定细胞最易受其缺失的影响。观察结果显示,被称为NG2胶质细胞的数量减少,这表明这些细胞在诱导垂体细胞在断奶期间成熟方面起着关键作用,这一点此前并不为人知。这可能是激素生产受影响的原因。
接下来,研究人员用低剂量的阿司匹林治疗小鼠21天。这使得下丘脑中的NG2胶质细胞数量增加,并逆转了小鼠的低促性腺激素症状。
尽管阿司匹林产生这种效果的具体机制尚不清楚,但研究结果提示,阿司匹林可能作为治疗_Sox3_基因突变或其他NG2胶质细胞受损情况的一种潜在方法进行探索。
偶然发现揭示了肠道细菌在激素生产中的作用
当国家医学研究院(NIMR)在2015年与弗朗西斯·克里克研究所合并时,小鼠胚胎从原来的建筑转移到新址,包括携带_Sox3_突变的小鼠。
当这些小鼠在弗朗西斯·克里克研究所达到断奶阶段时,研究人员惊讶地发现它们不再表现出预期的激素缺乏症状。
在探索了多个可能的原因后,首席作者克里斯托夫·加利谢特(Christophe Galichet)比较了弗朗西斯·克里克研究所和NIMR小鼠的微生物群(即生活在肠道中的细菌、真菌和病毒),观察到其组成和多样性存在差异。这可能是由于饮食、水质环境或其他伴随搬迁的变化造成的。
他还检查了弗朗西斯·克里克研究所小鼠中的NG2胶质细胞数量,发现这些细胞处于正常水平,暗示克里克研究所喂养的微生物群对低促性腺激素有保护作用。
为了验证这一理论,克里斯托夫将保留自NIMR小鼠的粪便移植到弗朗西斯·克里克研究所的小鼠身上,观察到后者再次表现出低促性腺激素症状并且NG2胶质细胞数量减少。
尽管确切机制尚未明确,科学家们总结道,肠道微生物群的构成是一个重要的环境因素,显著影响了基因突变的后果,在本例中影响了下丘脑和垂体的功能。
克里斯托夫·加利谢特(Christophe Galichet),前弗朗西斯·克里克研究所高级实验室研究科学家,现任Sainsbury Wellcome中心研究运营经理表示:“发现肠道微生物群变化逆转了无_Sox3_小鼠的低促性腺激素现象令我非常惊讶。这让我意识到,在动物研究中,必须注意所有可变因素,包括微生物群,以及养育如何影响天性。”
罗宾·洛夫尔-贝奇(Robin Lovell-Badge),弗朗西斯·克里克研究所干细胞生物学和发展遗传学实验室组长说:“低促性腺激素不仅由罕见突变引起,也可能由创伤导致,并且会对整体健康产生深远影响。我们的工作不仅提出了潜在的治疗方法,还强化了肠道与大脑之间联系的重要性。下一步研究将是弄清楚阿司匹林和微生物群如何影响NG2胶质细胞,然后在人群中研究这种效应,看看这些相对容易获得的干预措施是否可以帮助治疗低促性腺激素。”
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