肠道微生物产生的吲哚类化合物能通过影响脑细胞SK2通道来减轻焦虑,为益生菌治疗焦虑提供了明确的生物学靶点。

近年来,"肠脑轴"已成为神经科学领域最活跃的研究方向之一。大量流行病学和相关性研究反复表明,肠道菌群的组成与焦虑、抑郁等情绪障碍之间存在密切的统计学关联。但将这种关联从相关性升级为可信的因果关系,一直是该领域面临的核心科学挑战。来自Duke-NUS医学院和新加坡国家神经科学研究所的科学家团队近期取得的突破性成果,可能成为这个领域的一个重要转折点。

研究的逻辑起点是一个简单而有力的对比实验。在完全无菌环境中出生和饲养的小鼠,与拥有正常肠道菌群的小鼠在行为上存在显著差异:无菌小鼠在标准的焦虑行为测试(如高架十字迷宫和旷场实验)中表现出远高于正常小鼠的焦虑水平。当研究者进一步探查其大脑时,发现基底外侧杏仁核(大脑中负责处理恐惧和焦虑信号的核心脑区)的神经元活动水平显著增高。在分子层面,研究人员锁定了一个关键的中间蛋白质:钙依赖性SK2通道。这个离子通道的功能可以类比为神经元的"离合器"。当它正常工作时,能有效防止神经元被单个刺激卷入不受控制的连锁过度放电;当它的功能受到抑制时,杏仁核的神经元便挣脱了刹车机制,进入持续过度活跃状态,在行为层面表现为过度的焦虑和高度警惕。

最关键的因果证据来自一套精巧的回补实验设计。当研究者将正常的活微生物重新引入无菌小鼠的肠道之后,基底外侧杏仁核的过度活动被显著抑制,SK2通道功能恢复正常,动物的焦虑样行为大幅减少。更有说服力的发现随之而来:根本不需要完整的活细菌,仅仅给无菌小鼠补充某些特定的吲哚类化合物(部分肠道细菌的天然代谢产物),就能在行为和神经两个层面观察到与引入活菌几乎完全相同的抗焦虑效果。这就等于为"肠道到大脑的化学信使"确定了具体的分子身份,而不是停留在笼统的相关性描述上。团队负责人Shawn Je副教授解释说,这项研究首次完整地描绘了一条从肠道微生物代谢活动到大脑焦虑中枢功能的分子通路。

新加坡国家神经科学研究所的Sven Pettersson教授提供了一个富有启发性的发育视角:新生婴儿出生后感受到的第一次强烈饥饿,本质上是他生命中遭遇的首次大规模焦虑暴露。而母乳中恰恰天然含有能够产生吲哚的微生物。这意味着肠道菌群对我们情绪调节系统的影响,可能从生命的最初几个小时就已经悄然开始了。研究团队目前正在积极筹备早期阶段的临床试验,评估基于吲哚的益生菌制剂或膳食补充剂能否在人类志愿者身上复制动物实验中观察到的抗焦虑效果。对于全球数以亿计正在与焦虑症作斗争的人们来说,这条从肠道通向大脑杏仁核的化学通路或许将在不远的将来演变为一种全新的、基于微生物组的天然干预策略。

本文译自 scitechdaily,由 BALI 编辑发布。