今日《細(xì)胞》：腸子里的真菌 竟也會影響行為？

今日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志在線發(fā)表了一篇很有意思的論文。來自康奈爾大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，腸道里居住的一些真菌居然能影響小鼠的社交行為！這發(fā)現(xiàn)不僅拓展了目前關(guān)于“腦-腸軸”的研究領(lǐng)域，也讓我們愈發(fā)了解到，原來居住在動物身體里的小小微生物，也會給行為帶來影響。

研究相應(yīng)的新聞稿指出，腸道同時執(zhí)行著多種看似矛盾的功能——一方面，它們要從外界環(huán)境中吸收水分和營養(yǎng)；另一方面，它們還要樹起屏障，避免腸道里的微生物入侵血液，造成感染。通常來講，想要讓腸道行使正常功能，就要維持腸道的穩(wěn)態(tài)，這包括腸道微生物的平衡。研究人員們早就知道在腸道微生物中，真菌群體是有機的組成部分。一旦這些真菌菌落被破壞，就會影響腸道功能，甚至引發(fā)疾病。然而真菌如何維持腸道穩(wěn)態(tài)，卻一直沒有得到闡明。

在小鼠模型中，科學(xué)家們在腸道里給不同的真菌做了定位，并發(fā)現(xiàn)一些特定的真菌總是會在特定的腸道上皮細(xì)胞附近積聚，表明它們可能與周邊的上皮細(xì)胞有著密切的接觸。這些被稱為黏膜相關(guān)真菌（mucosa-associated fungi）的微生物能增強小鼠小腸上皮細(xì)胞的功能，使它們能在細(xì)菌感染后避免損傷。

有意思的是，這些真菌看似不止是維持腸道的屏障功能。在另一些實驗中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)腸道里攜帶這些真菌的小鼠，也會表現(xiàn)出更多的社交行為。相比之下，如果沒有這些真菌，小鼠的社交行為就沒有那么活躍。根據(jù)“腦-腸軸”的相關(guān)理論，這可能是來自腸道的真菌，給大腦提供了某種信號，從而改變了大腦的運作，進而影響行為。

為了找到背后的遠(yuǎn)離，研究人員們進一步做了探索，并發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵在于一類T細(xì)胞。在真菌的作用下，這些T細(xì)胞會分泌兩種免疫信號蛋白：一種是IL-22，能局部作用于上皮細(xì)胞，增強腸道的屏障功能；另一種是IL-17，它能進一步進入血液循環(huán)，最終抵達(dá)大腦，作用于神經(jīng)元，從而影響小鼠的社交行為。

為了驗證這個發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們又做了另一個實驗。他們使用了一種特殊的小鼠，其神經(jīng)元上缺乏IL-17的受體。即便它們依舊帶有那些真菌，也不會對社交行為產(chǎn)生影響。這個結(jié)果也表明真菌對社交行為的改變，的確依賴于IL-17通路。

▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[1]）

Iliev教授總結(jié)指出，該研究發(fā)現(xiàn)了主要免疫通路和神經(jīng)系統(tǒng)之間的直接聯(lián)系。前者由腸道中的真菌誘導(dǎo)產(chǎn)生，后者可以影響動物行為。

關(guān)于這項研究，Iliev教授評論指出“這是一種和諧，是跨越兩個不同物種的交流”。未來，研究人員們也打算把重點放在“腦-腸軸”的另一端——腦子，理解在不同腦區(qū)，這些信號會產(chǎn)生怎樣的影響。新聞稿中指出，一個潛在的可能性在于這些腸道微生物能刺激不同的腦區(qū)和免疫系統(tǒng)，從而影響神經(jīng)炎癥調(diào)控等多種不同的生物學(xué)進程。總的來講，這打開了一個全新有待探索的領(lǐng)域。

參考資料：

[1] Irina Leonardi et al., (2022), Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity, Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.01.017

[2] Preclinical study finds gut fungi influence neuroimmunity and behavior, Retrieved February 16, 2022, from https://www.eurekalert.org/news-releases/943695

（原文有刪減）