研究提示肠道微生物组可能已经鼓动了人类大的大脑的生长

(2024-12-11 08:35:00)

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研究提示肠道微生物组可能已经鼓动了人类大的大脑的生长

By Emily Cooke

published 18 hours ago

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一项在小鼠中的新实验室研究提示像人类一样的灵长类动物用一个生活在肠道中的微生物帮助的手进化了大的大脑。

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肠道微生物组可能一直是包括人类在内的灵长类动物更大的大脑进化背后的重要驱动力。(Image credit: Andriy Onufriyenko via Getty Images)

一项新的研究提示生活在肠道中的被称为肠道微生物组的微生物群落可能已经鼓动了人类的宏大大脑的进化。

该研究的合著者、芝加哥西北大学生物人类学副教授凯瑟琳·阿马托（Katherine Amato）说，“微生物组研究已经开始向我们显示到底肠道和大脑如何沟通来影响行为和整体福祉”。

她在一封电子邮件中告诉生活科学杂志， “然而这项研究走的甚至更进一步来表明在肠道中发生的可能实际上是允许我们的大脑进化时间上来发展的基础”。

研究发现了人类肠道微生物更有效的将食物转化为大脑的能量。然而，阿马托承认这项研究被在小鼠中做，需要多次跳跃来推断数百万年前发生的，当时我们的大脑正在进化。

多年来，大量的研究已经证明肠道微生物组多影响人类健康和疾病的，包括我们的新陈代谢。肠道微生物在分解我们吃的食物并这样从它释放能量中起一个关键角色。肠道微生物组的组成中的变化——意味着不同微生物的比例——也已经被联系到肥胖和相关症状的发展。

在实验室实验中，科学家们采取要么从更大大脑的灵长类动物即人类（Homo sapiens）和松鼠猴（Saimiri boliviensis））要么大脑更小的灵长类动物猕猴（Macaca mulatta）的粪便样本中的肠道微生物接种了小鼠。然后，研究人员测量了啮齿动物的生理如何随时间变化为一个它们的新肠道微生物的结果。

总体而言，研究人员发现了有来自人类肠道微生物的小鼠和松鼠猴比有来自猕猴微生物的小鼠吃了更多的食物但生长更慢并且体脂更少。第一组小鼠还制造了更多的葡萄糖——服务为大脑的主要能量来源的糖。

研究人员在 12 月 2 日发表在《微生物基因组学》（Microbial Genomics）杂志上的一篇论文中报告说，因为更大的大脑需要更多的葡萄糖，这一发现提示肠道微生物可能不知怎的驱动它们的宿主来吃更多的食物，然后将多余的能量通道到大脑。

这项新研究发现了来自更大大脑的灵长类动物的肠道微生物改变它们的宿主的新陈代谢，以便它有利于燃烧能量而不是将它储存在脂肪中。 (Image credit: koto_feja via Getty Images)

然而，研究人员说需要更多的数据来准确了解肠道微生物如何可能影响大脑尺寸。

在同一项研究的不同实验中，来自小鼠的粪便样本揭示了来自大的大脑灵长类动物的肠道微生物似乎比那些来自猕猴的产生某些分子如短链脂肪酸的更高量。像这些分子可能不知怎的被卷入在这种肠脑串扰中是可能的。先前的研究已经表明短链脂肪酸能影响大脑功能。

阿马托说，新发现只是“拼图的一片”，有许多开放的问题仍然的。她说，对初始者微生物并不是唯一能影响宿主生物学的东西。

她补充说，在宿主中某些基因的活性中的变化以及它们的饮食能影响新陈代谢和大脑。这些因素都是相互关联的并被关联到微生物组，例如微生物能影响宿主体中某些基因的活性，而宿主吃的食物能改变它们的微生物组的组成。

此外，阿马托承认来知道我们祖先的肠道微生物组会与来自研究中现代人和猴子特征的那些肠道微生物组多不同是困难的。

她指出，随着时间在我们的生理和饮食中变化可能与微生物组中的同流和调整相关。她提示按这个与大脑大小的联系，我们现在看到的可能是多年进化的一个副产品。

亚利桑那州立大学微生物组健康学院副教授铃木太一（Taichi Suzuki）说，“在微生物组领域中最有趣的发现之一是肠道和大脑之间的联系” ，他没有参与这项研究。