科学家揭示了肠道微生物组对小鼠激素水平的影响

弗朗西斯克里克研究所的研究人员已经证明，肠道细菌的平衡可以影响小鼠垂体功能减退症的症状。

他们还表明，阿司匹林能够改善患有这种疾病的小鼠的激素缺乏症状。

携带Sox3基因突变的人会患上垂体功能减退症，即脑下垂体分泌的激素不足。它会导致生长问题、不孕和身体对压力的反应不佳。

在今天发表在《公共科学图书馆·遗传学》杂志上的一项研究中，克里克研究所的科学家们从老鼠身上移除了Sox3，导致它们在断奶(开始吃固体食物)时出现垂体功能减退。

他们发现，Sox3基因的突变在很大程度上影响了大脑中的下丘脑，下丘脑指示脑垂体释放激素。然而，该基因通常在几种脑细胞类型中活跃，因此第一个任务是询问哪些特定细胞受其缺失的影响最大。

科学家们观察到NG2神经胶质细胞的数量减少，这表明这些细胞在诱导垂体细胞在断奶前后成熟方面起着关键作用，这在以前是不知道的。这可以解释对激素产生的相关影响。

然后，研究小组用低剂量的阿司匹林治疗小鼠21天。这导致下丘脑中NG2胶质细胞的数量增加，并逆转了小鼠垂体功能减退症的症状。

虽然目前还不清楚阿司匹林是如何产生这种效果的，但研究结果表明，它可以作为Sox3突变患者或NG2神经胶质受损的其他情况的潜在治疗方法。

一个偶然的发现揭示了肠道细菌在激素产生中的作用

2015年国立医学研究所(NIMR)与克里克研究所合并时，将小鼠胚胎从前者转移到后者，其中包括携带Sox3突变的小鼠。

当这些老鼠到达克里克实验室的断奶阶段时，研究人员惊奇地发现它们不再有预期的激素缺乏。

在探索了一些可能的原因之后，第一作者Christophe Galichet比较了克里克实验室的小鼠和NIMR实验室的小鼠肠道中的微生物群——细菌、真菌和病毒，观察到其组成和多样性的一些差异。这可能是由于饮食、水环境或其他因素的变化，伴随着搬迁。

他还检查了克里克小鼠中NG2胶质细胞的数量，发现它们也处于正常水平，这表明克里克喂养的微生物群在某种程度上对垂体功能低下有保护作用。

为了证实这一理论，Christophe将NIMR小鼠保留的粪便物质移植到Crick小鼠体内，观察到Crick小鼠再次表现出垂体功能减退的症状，并且NG2胶质细胞数量减少。

虽然确切的机制尚不清楚，但科学家们得出结论，肠道微生物群的组成是一个重要的环境因素对基因突变的后果产生重大影响的一个例子，在这种情况下影响下丘脑和脑垂体的功能。

克里克研究所的前高级实验室研究科学家，现任塞恩斯伯里威康中心的研究运营经理克里斯托弗·加利谢说:“发现肠道微生物组的变化逆转了没有Sox3的小鼠的垂体功能低下，这是一个巨大的惊喜。”这让我更加意识到，在研究动物时，了解所有可变因素，包括微生物群，以及养育如何影响自然，是多么重要。”

克里克大学干细胞生物学和发育遗传学实验室的组长罗宾·洛弗尔-巴奇说:“垂体功能减退症可能是由创伤和罕见突变引起的，它会对总体健康产生深远的影响。”除了提出潜在的治疗方案外，我们的工作还强调了肠脑联系的重要性。这项研究的下一步将是弄清楚阿司匹林和微生物组是如何影响NG2神经胶质细胞的，然后在人体中研究这种影响，这样我们就可以看到这些相对容易获得的干预措施是否有助于治疗垂体功能减退症。”