哈佛科学家揭示肠道细菌如何引发炎症和抑郁症
哈佛医学院的Stephanie Dutchen于2025年2月6日发布
科学家们正在研究肠道细菌如何影响心理健康，最近的一项研究表明，摩根氏菌（Morganella morganii）可能是重度抑郁症的关键因素。（摩根氏菌在培养皿上的图片。图片来源：Ajay Kumar Chaurasiya/CC BY-SA 4.0）
哈佛研究人员发现，摩根氏菌通过产生一种引发炎症的分子可能在抑郁症中起作用。
- 生化分析揭示了肠道细菌摩根氏菌如何可能在某些重度抑郁症病例中发挥作用。
- 这种细菌将其分子中的环境污染物结合在一起，触发炎症——这是疾病发展的一个已知因素。
- 这些发现表明，这种污染物可以作为生物标志物，并进一步支持了重度抑郁症可能存在自身免疫联系的观点。
揭示肠道-大脑连接
研究人员正在提供更多证据表明，肠道微生物组在整体健康中起着至关重要的作用，包括心理健康。然而，确定哪些细菌导致疾病及其具体机制仍处于早期阶段。
一种引人关注的细菌是摩根氏菌，它在多项研究中与重度抑郁症相关联。直到现在，尚不清楚这种细菌是否会导致该障碍，抑郁症是否改变微生物组，或是否有其他因素参与其中。
脑健康研究的重大突破
哈佛医学院的一个团队现已确定了一种生物学机制，加强了摩根氏菌在脑健康中作用的论据。他们的发现提供了一个合理的解释，说明这种细菌如何可能影响心理健康。
这项研究于1月16日发表在《美国化学会志》上，指出了一种引发炎症的分子，这可能是诊断或治疗某些抑郁症病例的潜在生物标志物。更广泛地说，这项研究为调查其他肠道微生物如何影响人类健康和行为提供了路线图。
“有关肠道微生物组与抑郁症之间联系的故事已经存在，而这项研究进一步推进了我们对该联系背后分子机制的真实理解。”资深作者、哈佛医学院布拉瓦尼克研究所生物化学和分子药理学Christopher T. Walsh博士教授Jon Clardy说。
发现炎症
研究揭示，一种名为二乙醇胺（DEA）的环境污染物有时会取代摩根氏菌在肠道中制造的一种分子中的糖醇。
这种异常分子随后激活了正常分子不会触发的免疫反应，刺激释放称为细胞因子的炎症蛋白，特别是白细胞介素-6（IL-6），研究团队发现。
作者提出，从摩根氏菌开始到最终导致抑郁症，这个过程讲了一个连贯的故事，因为慢性炎症有助于许多疾病的形成，并与抑郁症相关联。
这种联系得到了先前研究的支持，这些研究表明IL-6与重度抑郁症相关联，摩根氏菌与2型糖尿病和炎症性肠病（IBD）等炎症性疾病也有关联。
未来的研究将需要确认这种摩根氏菌的异常产物是否是重度抑郁症的确切原因，并评估其在多少病例中起作用。
抑郁症的新突破口
DEA用于工业、农业和消费品中。
Clardy表示：“我们知道微污染物可以融入体内的脂肪分子中，但我们不知道这是如何发生的，也不知道接下来会发生什么。”“DEA代谢成免疫信号是完全出乎意料的。”
研究团队建议，DEA可以被添加到越来越多用于检测某些重度抑郁症病例的生物标志物列表中。
将抑郁症视为免疫疾病
这项研究还加强了关于重度抑郁症或某些病例可以被视为自炎症或自身免疫疾病，并可以通过免疫调节药物成功治疗的论点，Clardy说。
更广泛地说，揭示细菌产物如何通过结合污染物改变人体免疫功能，打开了研究其他肠道细菌在免疫系统和其他人类生物系统中的影响的大门，作者说。
“我们现在知道要寻找什么，我认为我们可以开始调查其他细菌是否进行类似的化学反应，并开始找到更多例子，说明代谢物如何影响我们。”Clardy说。
实验室合作揭示真相
这一进展是由Clardy实验室（专注于小分子、医学相关的细菌制造分子的化学）与Ramnik Xavier实验室（擅长揭示微生物组如何在分子水平上影响健康和疾病）的合作实现的。Xavier是麻省总医院的HMS Kurt J. Isselbacher医学教授，也是布罗德研究所的核心成员，在那里他领导Klarman细胞观察站和免疫学项目，并共同领导传染病和微生物组项目。
解码微生物组对疾病的影响
近年来，该团队的合作推动了揭示肠道细菌、免疫系统和健康结果之间相互作用机制的边界。这些包括：
- 成就罕见的壮举：将单一细菌（A. muciniphila）、它制造的分子、它运作的途径和生物结果（保护免受炎症和提高对癌症免疫疗法的敏感性）联系起来。
- 显示肠道细菌R. gnavus产生一种免疫刺激的糖分子链，这可能解释了它与克罗恩病和IBD的关联。
- 发现看似无害的“咽喉炎”细菌S. pyogenes表面的脂肪分子实际上可以激活免疫系统释放炎症细胞因子——解释了为什么这种细菌有时会导致严重的免疫并发症，它如何可能促成自身免疫疾病如狼疮，以及如何改善癌症免疫疗法。
这种脂肪分子属于一种称为心磷脂的家族，研究团队进一步证明其他心磷脂也可以触发细胞因子释放。在新研究中，研究人员惊讶地发现，当DEA取代摩根氏菌制造的分子时，该分子开始表现得像心磷脂。
参考文献：“与抑郁症相关的摩根氏菌的不寻常磷脂”由Sunghee Bang、Yern-Hyerk Shin、Sung-Moo Park、Lei Deng、R. Thomas Williamson、Daniel B. Graham、Ramnik J. Xavier和Jon Clardy于2025年1月16日发表在《美国化学会志》上。DOI: 10.1021/jacs.4c15158
Sunghee Bang和Yern-Hyerk Shin是共同第一作者。其他作者包括Sung-Moo Park、Lei Deng、R. Thomas Williamson和Daniel B. Graham。
共同作者Xavier是布罗德研究所的核心成员，同时也是该研究所Klarman细胞观察站和免疫学项目的负责人，以及传染病和微生物组项目的共同负责人。
这项工作由美国国立卫生研究院（R01AI172147）和Leona M. 和 Harry B. Helmsley慈善信托基金（2023A004123）资助。作者还感谢HMS分析化学核心设施、HMS生物分子NMR设施（前东区NMR设施；NIH OD028526）和ICCB-Longwood筛选设施的支持。
(全文结束)
