肠道细菌可能改变宿主动物的行为和饮食习惯

医牛资讯原创 2020-06-18 肠道细菌|蠕虫|酪氨 (273)

肠道细菌很小,但可能不仅对宿主动物的消化健康,而且对它们的整体健康发挥着巨大的作用。根据《自然》杂志的一项新研究,蛔虫体内的特定肠道细菌可能会改变这种动物的行为,指导它的进食决定。

马萨诸塞州沃布兰代斯大学的研究人员对肠道细菌是否可能控制宿主动物的行为有着浓厚的兴趣。该小组研究了肠道细菌对是如何影响宿主蠕虫(C. elegans,秀丽隐杆线虫)嗅出并选择它们的下一餐的。

细菌是蠕虫的主要食物。在这项研究中,研究人员测量了蠕虫是如何喂养对辛醇有反应的不同菌株的。辛醇是一些细菌分泌的一种大型醇类分子,当辛醇浓度很高时,蠕虫通常会避开辛醇。

该研究项目负责人O 'Donnell博士和他的同事们发现,与生长在其他细菌上的动物相比,生长了细菌JUb39的蠕虫不太可能避免辛醇。奇怪的是,他们发现在向辛醇移动的蠕虫肠道中存在JUb39活菌,这表明这种行为可能部分是由这些细菌产生的一种物质决定的。

接着,研究人员研究了细菌是如何控制蠕虫的。她们把从微生物到行为的各个方面联系起来,并确定参与这一过程的整个途径。结果发现,大脑中的化学物质酪胺可能在这种反应中发挥重要作用。在蠕虫体内,酪胺被转化为化学物质章鱼胺,它针对控制回避行为的感觉神经元上的受体。研究的结果表明,细菌产生的酪胺增加了章鱼胺的水平,而章鱼胺通过抑制这些神经元对辛醇的排斥,使蠕虫对辛醇更有耐受力。同时,通过其他行为测试,研究人员还发现,对蠕虫进行基因改造使其不产生酪氨,并不会影响它们在细菌JUb39上生长时对辛醇的抑制。这表明细菌产生的酪胺可以弥补这些动物体内缺失的内源性酪胺。另外的实验表明,在生长JUb39的蠕虫更喜欢吃这种细菌,而不是其他的细菌食物来源。由细菌产生的酪胺也被发现是这个决定所必需的。

研究人员表示,通过这种方式,细菌可以控制宿主动物的感官决策过程,从而影响它们对气味的反应,并可能影响它们对食物的选择。

他们未来的研究将揭示细菌产生的其他大脑化学物质是否可能与改变其他蠕虫的行为有关。此外,肠道中存在的特定菌株组合是否会导致对环境线索的不同反应尚不清楚。

 尽管蠕虫和哺乳动物有许多相同的基因和生化过程,但目前人们并不知道在高级动物中是否存在类似的途径和结果。美国国家卫生研究院神经紊乱和中风研究所(NINDS)表示,科学家不断发现肠道细菌在胃之外发挥着令人惊讶的作用。这项研究显示,肠道细菌影响着动物感知环境的方式,并导致它向具有相同细菌的外部来源移动。肠道细菌似乎确实让它们的物种对动物来说更有好胃口。


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