新分離的人類腸道細菌揭示了與抑鬱症的可能聯繫

研究小組研究了美國國立衛生研究院「最想要的」細菌之一與心理健康之間的緊密聯繫。

研究人員已經建立了抑鬱症與人體腸道中發現的一組產生神經遞質的細菌之間的相關性。

來自美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室，東北大學和其他地方的研究小組首先分離出KLE1738，這種細菌對一種名為γ-氨基丁酸（GABA）的大腦化學物具有驚人的依賴性。

「微生物GABA代謝與精神健康的關聯非常引人注目，」Argonne微生物生態學組組長傑克吉爾伯特說，他還在加利福尼亞大學聖地亞哥分校兒科學系和斯克里普斯學院任教。海洋學。「微生物組生產和/或消費GABA的一般能力以前沒有廣泛描述，並且從未報道過依賴GABA的細菌。」

Gilbert和18位共同作者於2018年12月10日在Nature Microbiology上發表了他們的發現。

「由於其獨特的增長要求，沒有其他人報告過KLE1738的增長，」該文章的主要作者，東北大學抗菌發現中心的博士後研究員Philip Strandwitz說。Strandwitz和他的同事們為KLE1738 提出了名為Evtepia的名稱。他們將在未來的出版物中更全面地描述細菌。

KLE1738之前曾出現在美國國立衛生研究院的「最通緝名單」中，這意味著它尚未培養，儘管它在人體腸道中相對普遍存在。在綜合微生物新一代測序資料庫中可獲得的近20％的人腸道微生物組中檢測到該細菌。

腸道微生物群，即在該棲息地中發現的整個微生物群，影響許多重要功能，包括免疫反應和神經系統。儘管如此，居住在人體腸道中的許多微生物仍未被培養，研究小組稱其為「理解其生物學作用的障礙」，這在自然微生物學文章中也是如此。

更多這樣的微生物可能保持未培養，因為它們需要在其天然環境中由鄰近細菌提供的關鍵生長因子，而不是在人工實驗室條件下。在廣泛的篩選過程中，研究小組發現KLE1738需要存在脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis），這是一種常見的人體腸道細菌。

進一步的生物測試和純化導致分離作為脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）產生的生長因子的GABA 。事實上，GABA是支持KLE1738生長的實驗中唯一測試的營養素。

在下一個研究階段，該團隊探討了擬桿菌與抑鬱症之間可能存在的聯繫。從患有臨床診斷的抑鬱症的23名受試者收集糞便樣品和腦活動的功能性磁共振成像測量。

研究人員發現糞便擬桿菌的相對丰度與大腦中與抑鬱症活動增加相關的功能連接性之間存在反比關係。這意味著低丰度的擬桿菌與大腦那部分的高活性相關，反之亦然。

「一個良好的第一步是在我們正在積極探索的其他人類群體中重複我們的研究結果，」進一步研究的Strandwitz說。「當談到抑鬱症時，動物模型往往難以翻譯，這就是為什麼我們對人類研究如此興奮。」

最近發表在「 科學與細胞 」雜誌上的研究發現，腸道中感覺神經元的存在已經與大腦硬連接。「通過該途徑探索微生物GABA是否可以作為信號，這將是一件好事，」自然微生物學文章的合著者，阿貢的博士後學者Anukriti Sharma說。

Strandwitz和共同作者，東北大學著名的大學教授Kim Lewis已經成立了一家生物技術公司Holobiome，開發針對神經系統疾病的基於微生物組的治療藥物。吉爾伯特是該公司科學顧問委員會的成員。然而，在有可能為患有抑鬱症的人開發治療之前，還需要進行額外的研究。

「首先必須做大量工作，驗證微生物GABA生產者與抑鬱症之間的聯繫，」Strandwitz說。「其次，如果經過驗證，確定開發細菌的正確方法 - 或某種干預 - 作為治療方法。」

該研究得到了美國國立衛生研究院和國家普通醫學科學研究所的支持。

（來源：能源部/阿貢國家實驗室）

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