科学家们是否能在我们的肠道中找到缓解焦虑的关键?来自杜克-新加坡国立大学医学院(Duke-NUS Medical School)和新加坡国家神经科学研究所(National Neuroscience Institute)的研究人员发现了一种肠道微生物与焦虑相关行为之间的重要联系。他们的研究于今天发表在《EMBO分子医学》杂志上,表明微生物代谢产物——特别是吲哚——在调节与焦虑相关的大脑活动中起着直接作用。这一发现为通过益生菌疗法改善心理健康带来了令人兴奋的可能性。
近年来,精神健康障碍的发病率逐年上升。根据最新的全国性研究,新加坡每7个人中就有1人经历过精神健康障碍,包括抑郁症和焦虑症。2019年,精神健康障碍是新加坡疾病负担的四大原因之一。
研究人员因此着手调查微生物在焦虑行为中的作用。在临床前研究中,科学家们观察到,在无菌环境中生长的小鼠(即未接触活微生物的小鼠)表现出明显更多的焦虑相关行为,而那些拥有正常肠道微生物群的小鼠则表现出较少的焦虑行为。
进一步研究表明,这种增加的焦虑行为与大脑中处理情绪(如恐惧和焦虑)的区域——基底外侧杏仁核(BLA)的活动增强有关。研究还发现,这种现象与大脑细胞中一种名为SK2通道的特殊蛋白质有关,这些通道与焦虑行为相关。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。
杜克-新加坡国立大学医学院神经科学与行为障碍项目副教授肖恩·让(Shawn Je)解释说:
“我们的研究揭示了微生物与心理健康之间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水平。本质上,缺乏这些微生物扰乱了它们大脑的功能,特别是在控制恐惧和焦虑的区域,导致焦虑行为。”
为了更好地了解微生物在此过程中所起的作用,研究人员向无菌小鼠引入了活微生物。这降低了基底外侧杏仁核中的神经元活动,从而减少了SK2通道的活动。结果,小鼠表现出显著较少的焦虑相关行为——它们的情绪反应变得与接触过微生物的小鼠相似。
研究人员还尝试用吲哚(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,它们的基底外侧杏仁核活动减少,表现出更少的焦虑相关行为。这表明,我们自身的微生物产生代谢产物,直接联系着我们的微生物群与维持心理平衡的关系。
新加坡国家神经科学研究所研究部门教授斯文·彼得松(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。生理上的转变在出生时可以被视为新生儿第一次重大焦虑暴露,简单来说就是‘如果你不吃东西,你会死掉’。此外,出生时伴随着暴露于母乳,母乳中含有能产生吲哚的微生物。吲哚在植物暴露于压力或营养不良(如干旱)时会分泌,在本研究中我们报告了一种类似的机制,即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,从而导致经历焦虑相关情况的风险不同。”
这些观察结果的意义是多方面的,例如,它为通过恢复微生物组成来治疗焦虑相关障碍提供了潜在的治疗方法,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。换句话说,它开启了21世纪精准医学定制化治疗的新时代。这类研究表明,我们自身的微生物与更复杂的生命形式之间存在着密切的遗传关系。
杜克-新加坡国立大学医学院高级副院长帕特里克·谭(Patrick Tan)教授表示:
“我们的研究强调了微生物、营养和大脑功能之间深刻的进化联系。这对患有压力相关疾病的人具有巨大潜力,例如睡眠障碍或无法耐受标准精神药物的人。这提醒我们,心理健康不仅存在于大脑中,也存在于肠道中。”
研究团队现在希望开展临床试验,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于天然抗焦虑治疗。如果成功,这可能会开启心理健康护理的新纪元——一个肠道微生物帮助我们保持心灵平静的时代。
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