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Cell 揭示孕婦高脂肪飲食導(dǎo)致孩子自閉的原理

 金戈001 2016-06-22



不少研究都表明母親肥胖會影響后代健康。華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院6月16日發(fā)表在《Cell Reports》雜志上的一項小鼠研究(詳細)首次表明即使在孕前女性肥胖導(dǎo)致的遺傳變異也可通過血液傳遞至三代以上。如果你以為僅僅是增加子孫后代與肥胖相關(guān)的疾病風險而已,那就錯了。由約翰霍普金斯大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的研究人員完成,今年2月份發(fā)表在Pediatrics上的研究文章(詳細)發(fā)現(xiàn),患有糖尿病的肥胖女性的孩子患自閉癥的風險是正常體重女性(無糖尿?。┑暮蟠?倍。


那為什么母親孕期的高脂肪飲食會導(dǎo)致孩子的大腦相關(guān)疾病呢?貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員在6月16日發(fā)表于Cell的文章中給出了終極解釋。該研究報道了缺少一種特殊種屬的腸道菌會在小鼠中引起社交缺陷。研究人員通過將這種細菌種屬添加到受影響小鼠的腸道中,能夠扭轉(zhuǎn)一些小鼠的行為障礙。這些行為障礙讓人聯(lián)想到人類中的自閉癥譜系障礙(ASD)的癥狀。研究人員正準備在未來的工作里探討益生菌對神經(jīng)發(fā)育障礙的影響。


貝勒醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)副教授,資深作者Mauro Costa-Mattioli博士說:“其他研究小組正在嘗試使用藥物或者腦電刺激作為扭轉(zhuǎn)與神經(jīng)發(fā)育失調(diào)相關(guān)的行為癥狀。在這里我們也許有一個新方法。我們還不知道它是否會在人類中有效,但它是一個非常讓人興奮的從腸道影響大腦的方法。”


1
孕婦高脂肪飲食與子代自閉癥相關(guān)


本文的靈感來自于人類的流行病學(xué)研究:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)孕婦妊娠期肥胖會增加兒童神經(jīng)發(fā)育障礙包括自閉癥的風險。此外,一些自閉癥的人也報告有經(jīng)常性的腸胃道問題。新的研究表明飲食可以改變腸道菌群和腸道微生物是如何影響大腦的。Costa-Mattioli和他的同事懷疑這之間可能有聯(lián)系。


首先,研究人員飼喂約60只雌性小鼠高脂肪的飲食,相當于堅持每天幾次吃快餐。他們培育了老鼠,等著他們生育下一代。后代和他們的母親呆了三個星期,然后斷奶恢復(fù)到一個正常的飲食。一個月后,這些后代表現(xiàn)出行為上的缺陷,如在與同伴接觸的時間上花費較少的時間,而且不引起互動。




2
發(fā)現(xiàn)菌群的差別


第一作者,Costa-Mattioli實驗室的博士后Shelly Buffington說:“首先我們要看看在母親飼喂正常飲食和母親飼喂高脂飲食的后代中腸道菌群是否有差別。所以我們采取16S rRNA基因測序來確定他們腸道的細菌組成,發(fā)現(xiàn)了明顯的差別。測序數(shù)據(jù)是如此地一致,通過觀察小鼠的腸道菌群我們就能預(yù)測其行為是否會受到影響?!?/p>


研究人員得出結(jié)論說一個或者多個有益的細菌物種可能對正常的社會行為是重要的。在糞便移植實驗中無菌小鼠提供了因果關(guān)系的證據(jù),即由高脂飲食母親生下的小鼠的不平衡微生物生態(tài)狀況負責他們的社交缺陷。


3
乳酸桿菌的缺乏導(dǎo)致社會行為改變


研究人員接下來想知道什么特定的細菌種屬可能影響小鼠的社會行為。全基因組鳥槍法測序揭示了一種細菌——乳酸桿菌Lactobacillus reuteri。它在由高脂肪飲食母親出生的小鼠的腸道菌群中降低了超過9倍。


Buffington說:“我們從人的母乳中分離了一株L.reuteri并將其導(dǎo)入到高脂飲食后代的飲用水中。我們發(fā)現(xiàn)用這單單一株菌株的處理就能拯救它們的社會行為。”其它自閉癥相關(guān)的行為,比如焦慮等不能被細菌的補充所重新恢復(fù)。有趣的是,作者發(fā)現(xiàn)L. reuteri也促進了激素催產(chǎn)素的生產(chǎn),這個激素眾所周知的在社會行為中起著至關(guān)重要的作用,在人類中已知與自閉癥相關(guān)的。


4
對大腦回路也有影響


作者想知道,在社交受損的小鼠中大腦的獎勵回路是否不正常。Costa-Mattioli說:“我們發(fā)現(xiàn)對應(yīng)社會互動的減少,在正常對照組小鼠中能見到的大腦主要的獎勵區(qū)域的突觸增強在社交受損小鼠中是缺乏的。當我們把細菌補充回母體是高脂肪飲食的后代中,我們也可以在獎勵回路中恢復(fù)突觸功能的變化?!?/p>


研究人員認為他們的工作能夠運用人的細菌種屬,提高缺陷小鼠的催產(chǎn)素水平和社會行為障礙,可以用來探討用益生菌來干預(yù)人類神經(jīng)發(fā)育障礙。Costa-Mattioli說:“這是科學(xué)出乎意料引領(lǐng)我們的地方。我們可以看到這種類型的方法發(fā)展得很快,不僅對自閉癥的治療也對其它神經(jīng)發(fā)育障礙?!?/p>


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