在生活中,如果你很容易因为一些事情焦虑、抑郁,久久不能自拔。这很可能跟最近新发现的一种微生物有关。这个微生物的饮食习惯极其变态,它以食用一种帮助我们缓解焦虑和抑郁的物质为生。到目前为止,它是科学家发现的第一种会食用大脑必需化学物质的微生物。 上个月,2016年美国微生物学会微生物年会在波士顿召开,在会务组组织的「微生物的神经控制」分会场上,来自美国东北大学的微生物学家Philip Strandwitz在大会上宣布了一个惊人的消息,他们从人体的肠道中发现了一种专以人类脑部化学物质γ-氨基丁酸(GABA)为生的细菌KLE1738。 说起GABA,可真不一般。它是一种天然存在的不参与蛋白质合成的氨基酸,是哺乳动物中枢神经系统重要的抑制性神经递质,大约40%以上的中枢神经突触用GABA传递信号。在人脑皮质、海马体和丘脑等多个部位发挥重要作用,并对人体多种功能具有调节作用。当人体内GABA水平较低时时,会产生焦虑、疲倦和抑郁等情绪,在帕金森病和癫痫病患者脊髓中GABA含量也较低。另外,神经组织中GABA的降低与亨廷顿舞蹈病和老年痴呆等神经退行性疾病的形成有关。
Illustration by Serge Bloch 目前市面上最常见的抗焦虑药,如安定和阿普唑仑,就是通过靶向GABA受体起作用的。安定和阿普唑仑的作用是使GABA更有效地与受体结合,以降低神经元活性,防止神经细胞过热。 种种迹象表明,Strandwitz的团队给人类的脑部疾病又找到了一个新的解释。然而,这个新的解释来之不易。 据评估,人体肠道微生物种类在1000到7000种之间,总数量在10万亿到100万亿之间,但是目前可以人工培养的肠道细菌大概只有1000多种,占总量的20%-50%,还有大量的肠道细菌由于各种各样的原因,没有办法在实验室培养。这些没办法培养的细菌基本都是有特殊的不为人知的生存癖好,所以只能在做肠道微生物基因组分析(死了不要紧,只要尸体还在就可以做基因检测,就可以发现它)的时候,才会发现这些「幽灵」。
长得跟香肠一样光滑圆润的KLE1738本尊 编号KLE1738的细菌就是这样一个「幽灵」。这个「幽灵」极其挑食,简直到了变态的程度,一日三餐没有GABA它就不活了。一般情况下,细菌这种怪异的口味研究人员是没办法知道的。所以,研究人员一直没办法在实验室培养KLE1738。 但是,Strandwitz有个不寻常的经历,他之前做过海洋微生物的分离培养研究。就在不久前,他从海洋微生物中发现了一种奇妙的共生现象,「有些微生物必须依赖它的邻居才能生存」,这些微生物单独不能培养,只要附近出现另一种特定的微生物,它们才可以愉快的在培养基上生长。
Strandwitz把这种研究方法引入到人体肠道微生物的研究中。通过不断的尝试之后(由于Strandwitz的研究过程没有公开,所以此处省略1万字),Strandwitz发现KLE1738的生长需要Bacteroides fragilis KLE1758的帮助。就是通过这种手段,Strandwitz终于见到了KLE1738本尊。 寄居在肠道的细菌居然会吃掉对大脑保持镇定至关重要的GABA,许多研究人员认为,这一破天荒的发现或许有助于解释为何肠道微生物似乎会影响心情,以及引起一系列神经性疾病。
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