自闭症谱系障碍(ASD)涉及一组神经开发条件,其特征在于社会互动和行为的损伤。它还伴随着胃肠功能障碍。根据世界卫生组织,一个全球160个孩子的一个孩子有asd,这往往会持续到青春期和成年期。

除了基因,环境因素也被认为在ASD的发病中发挥了作用。例如,肠道微生物群不同于患有自闭症的孩子,——尤其是那些反复出现肠胃问题的人——通常正在发展控制能力。然而,这些先前的关联并不能告诉我们是肠道细菌失衡导致了自闭症症状,还是自闭症的后果。

一个新的研究, 由...领着Sarkis K. Mazmanian博士加州理工学院(美国帕萨迪纳市),提供了肠道细菌直接导致小鼠类似自闭症行为的第一个证据

为了探索肠道微生物群在自闭症的行为中的作用,研究人员通过粪便移植将患有ASD(MILD-ASD和ASD供体)和儿童的雄性儿童转移到雄性儿童的肠道微生物。通过粪便移植,没有ASD含有无菌野生型小鼠。用相同的肠道微生物瘤殖民殖民的小鼠被配合,并且它们的后代小鼠被检测(6至9周龄)和取样(粪便,血清和脑)。将肠道微生物组的小鼠从亚本署的儿童继承表现出类似自闭症的行为,包括与其他老鼠互动的时间减少,重复行为增加,运动减少

ASD和对照组供体在受体小鼠及其后代体内保持了不同的肠道微生物谱。具体地说,伯曲面Parabacteroides在子代ASD小鼠中降低,而Lachnospiraceae是增加了。此外,这些细菌类群与雄性小鼠的重复行为和社会行为存在相关性。这些发现支持了特定肠道细菌对自闭症症状的贡献。

除了观察到的行为差异,研究人员还解剖了老鼠的大脑,并发现在被植入asd的小鼠中,52个与自闭症相关的基因在被转化为蛋白质之前的处理方式存在差异(称为可变剪接)在大脑中

此外,与非自闭症儿童肠道菌群的后代相比,后代ASD小鼠结肠内容物中的37个代谢物和21个血清代谢物差异丰富.自闭症儿童肠道菌群定植的小鼠肠道内容物中5-氨基戊酸(5AV)和牛磺酸代谢物的水平降低,这是抑制性GABA受体的激动剂。这些结果表明,在后代ASD小鼠中,牛磺酸和5AV的产生是不足的。这与理论这解释了自闭症作为大脑中兴奋性和抑制信号之间的不平衡。

其他代谢产物的水平,如3-氨基异丁酸和大豆衍生的异黄酮甘黄油和Daidzein增加。相比之下,从后代控制的肠道微生物群优先代谢脯氨酸,牛磺酸,谷氨酸和谷氨酰胺膳食氨基酸。

沙伦和同事们也发现了这一点在产前和断奶期间,对自然表现出类似自闭症行为的小鼠口服5AV或牛磺酸,可以增加社会互动,减少重复行为伴随着脑样品中的神经兴奋性伴随着.基于微生物代谢物的干预(或'后生物'干预)的作用已经在另一种背景下显示改善过度的二级重量增益

基于肠道微生物群和类似自闭症的行为之间的联系,在之前的开放标签临床试验,来自亚利桑那州立大学(美国)的研究人员观察到胃肠道症状和患有自闭症相关的症状的显着改善,施用10周的微生物症转移治疗,使口服万古霉素治疗,肠道清洁,胃酸抑制剂和粪便从健康的捐赠者移植微生物。治疗结束后8周胃肠和行为ASD症状仍然改善,以及肠道微生物群的转变,以类似于神经典型的对照儿童。

一种后续研究这18名被诊断为asd的儿童,在治疗完成两年后,提供了证据,证明微生物菌群转移治疗可能是改善自闭症症状和相关胃肠道症状的潜在有效和安全的方法。这些改进伴随着细菌多样性和相对丰度的增加双歧杆菌Fvootella.与基线相比。

总之,这些发现不证明肠道细菌会导致自闭症,但它们确实支持宿主细胞微生物组的直接贡献在塑造与小鼠中的自闭症相关的重复和社会行为异常。特异性代谢物的给药能够改善小鼠的自闭症状行为,以及微生物群转移治疗在改善自闭症和胃肠道症状方面的益处,建议瞄准肠道生态系统可能是一种潜在的方法,可以避免自闭症的一些标志性特征

引用:

Sharon G,Jamie Cruz N,Kang DW等人。来自自闭症谱系障碍的人体肠道微生物肿块促进了小鼠的行为症状细胞.2019年;177:1600-18。DOI:10.1016 / J.Cell.2019.05.004。