研究者发现，肠道菌群能够控制果蝇的运动，同时他们还鉴别出了参与整个过程的特殊神经元，相关研究结果或能阐明机体肠道和大脑之间的关联，尤其是能够阐明肠道菌群影响机体行为（包括运动）的分子机制。

    研究人员调查了肠道菌群影响果蝇行为的通路；运动对于机体的一系列活动都非常重要，比如交配、寻找食物等，研究结果表明，肠道菌群或许对于动物机体的基础行为非常重要。

    果蝇携带着5-20种不同的菌群，这项研究中，研究人员利用每一种细菌处理无菌果蝇，结果发现，当果蝇接触短乳杆菌时，其移动速度就会降低至正常水平，因此短乳杆菌或许就是能够恢复无菌果蝇正常行为的其中一种关键细菌。同时研究者还发现，一种名为木糖异构酶（xylose isomerase，XI）的分子对于该过程非常重要，因为短乳杆菌中存在木糖异构酶，且该酶能够分解糖类，利用木糖异构酶来处理果蝇就足以减缓其运动速度。

    研究者发现，木糖异构酶还能够通过微调特定碳水化合物的水平来调节机体的运动，比如海藻糖等，相比没有给予木糖异构酶的果蝇而言，给予木糖异构酶的果蝇机体中海藻糖的水平较低，当利用木糖异构酶处理的果蝇表现出正常行为后，如果仅给予其海藻糖就会恢复期快速运动的模式，故表明海藻糖或许能够逆转木糖异构酶给果蝇带来的影响。紧接着研究人员深入研究了果蝇的神经系统来观察到底哪一种细胞参与了细菌定向的运动方式，当研究人员开启产生化学章胺的神经元表达时，这种激活作用就会抵偿短乳杆菌对无菌果蝇的效应。因此，当接受细菌或木糖异构酶后运动发生减缓的果蝇就会恢复其快速走的行为，开启携带正常水平的果蝇机体中产生章胺的神经细胞的表达就会促进果蝇快速行走，然而，激活产生其它大脑化学物质的神经元或许并不会影响果蝇的运动。

    研究人员认为，木糖异构酶或许能监测果蝇的代谢状态，包括营养物质的水平，并且会向章胺神经元发送信号来决定其功能被开启或关闭，进而影响果蝇行为的改变。哺乳动物产生的是一种名为的去甲肾上腺素的花化学物质，其能有效控制机体的运动方式，研究者Mazmanian说道，肠道菌群或许哺乳动物运动(移动)上扮演关键角色，甚至在诸如帕金森疾病等机体运动障碍上也发挥着重要作用。

    后期研究人员还需要进行更为深入的研究来观察是否细菌还能控制其它物种机体的移动方式，研究人员还会深入调查木糖异构酶在这些行为发生过程中扮演的关键角色。

    此研究报告刊登在国际杂志Nature上。

    原始出处：Catherine E. Schretter, Jost Vielmetter, Imre Bartos, et al. A gut microbial factor modulates locomotor behaviour in Drosophila. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0634-9

    以色列本-古里安大学和新加坡南洋理工大学的研究人员得出了这一结论。他们发现，像阿斯巴甜代糖、三氯蔗糖等人气甜味剂对肠胃有毒性作用并可能进一步导致健康问题。

    研究人员总共研究了6种人工甜味剂和10种含有此类甜味剂的运动补充剂。当接触到浓度为1mg/ml的人工甜味剂时，研究人员发现肠道细菌会变得有毒，而这可能会引发其他身体问题。

    人类体内含有多种肠道菌群，越来越多的研究表明，这些菌群对健康有着积极或消极的影响。而影响肠道细菌水平的因素多种多样，包括基因等无法控制的因素以及饮食和环境等因素。

    这已经不是人们第一个在肠道细菌和人工甜味剂之间找到健康关联的研究。几年前，以色列就有研究人员测试了三种常见的甜味剂并发现它们可能会影响导致肥胖的细菌。

　　譬如，有一类疾病叫做神经退行性疾病，是由于神经元的结构或功能逐渐丧失而导致的，其症状表现为严重的认知和运动能力的退化。阿尔兹海默症、帕金森综合征、亨廷顿舞蹈症等都是常见的神经退行性疾病。

　　许多神经退行性疾病经常会伴随着大脑以及身体其他组织器官的代谢失调，包括不受控的体重逐渐下降、葡萄糖耐受异常等，而这种代谢失调可能进一步加重神经退行症状。

　　有研究表明，靶向恢复代谢稳态的治疗可以提高神经退行性疾病患者的认知和运动能力，同时还能延长寿命。但是，受到损伤的神经细胞是如何与机体内其他组织之间交流信息并协调各自的响应机制的还并不十分清楚。

　　那么，为什么大脑的异常会导致身体其他组织器官的代谢失调呢？神经细胞和远端细胞是如何交流的呢？

　　一般来说，细胞之间的交流方式通常分为四种，分别是：

　　接触依赖的细胞间交流，即相邻细胞间通过互相接触来传递信号；

　　旁分泌，即细胞通过分泌信号分子通过细胞间隙传递给相邻细胞；

　　突触传递，即神经元通过突触释放神经递质将信号传递给靶细胞；

　　内分泌，即内分泌细胞分泌激素，通过血液循环运输给靶细胞来完成信号传递过程。

　　身体内组织之间的交流其实是相互的，除了神经细胞可以向肠道细胞传递信号之外，肠道细胞也可以通过某种方式向神经系统传递信号。例如，肠道易激综合征患者常常会伴随出现慢性焦虑和抑郁症等。

　　机体的肠道中生活着各种各样的微生物，科学家们发现肠道微生物在分解色氨酸时产生的代谢物可以通过影响小胶质细胞和星形胶质细胞来抑制大脑中的炎症。

　　那么，神经细胞和肠道细胞具体是怎么进行有效互动的呢？近期，中国科学院遗传与发育生物学研究所田烨研究组与美国加州大学伯克利分校 Andrew Dillin 教授的一项合作成果给我们揭示了答案。那就是神经细胞受到线粒体胁迫后，可以通过逆转运复合体 Retromer 介导的 Wnt 信号传递给远端的肠道细胞，并诱导肠道内线粒体的应激反应，改变机体的代谢水平。

　　线粒体是细胞内重要的细胞器之一，它不仅为细胞提供能量，同时参与调控细胞的代谢和衰老的进程，并且对神经退行性疾病也有至关重要的影响。线粒体内的蛋白质稳态平衡直接影响了线粒体的功能。当线粒体受到损伤时，细胞会启动一种叫做“线粒体未折叠蛋白反应”（UPRmt）的应激反应来保护线粒体和细胞。

　　更有意思的是，当神经细胞内的线粒体受到压力胁迫时，会通过某种信号传递的机制将信息传递出去，告知机体内其他的组织，而当肠道细胞感受到这种信号时，会及时启动自身的线粒体保护机制，及时应对并调控机体整体的代谢水平来适应压力胁迫。但是这种信号到底是什么，以及它是如何传递并且被接收的，这些问题仍然不清楚。

　　科学家们研究发现，一种名为“五羟色胺”的神经递质在这种组织间的信号传递中起着重要的作用，此外，儿茶酚胺类物质，如多巴胺以及章鱼胺，也被报导在这种由神经系统向远端肠道细胞的信号传递过程中发挥作用。

　　但是科学家们发现，如果直接给机体添加这些叫各种“胺”的神经递质，并不能直接诱导相应的应激反应。那么，是不是还有其他的信号分子参与了这种组织间信号传递的过程呢？

　　遗传发育所的田烨研究组通过遗传筛选最终发现，原来，是一种名为“Wnt”的信号在里面发挥了重要作用。在神经细胞和肠道细胞的信息传递过程中，Wnt 信号诱导了肠道细胞的线粒体的应激反应。这下，科研人员就发现了 Wnt 信号通路参与调控神经到肠道之间的线粒体稳态平衡这一全新的功能。

　　而这项研究也为治疗阿尔兹海默症、帕金森综合征、亨廷顿舞蹈症等神经退行性疾病以及伴随的代谢紊乱症状提供了新的思路。

　　受到线粒体胁迫的神经系统通过 Wnt 信号诱导肠道内的应激反应（UPRmt）。神经递质五羟色胺也参与了神经与肠道细胞之间通过 Wnt 诱导的线粒体应激反应。在神经细胞和肠道内直接表达 Wnt 配体不仅可以激活线粒体应激反应，并且可以延长线虫的寿命。而且 Wnt 信号的释放是需要逆转运复合体 Retromer 介导的 Wnt 受体 MIG-14的回收来实现的。

    益生菌是什么？据《农民日报》介绍，益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，是定殖于人体肠道、生殖系统内，能产生确切健康功效从而改善宿主微生态平衡、发挥有益作用的活性有益微生物的总称。国际营养学界如此定义：益生菌系一种对动物有益的细菌，它们可作为食品添加剂食用，以维持肠道菌群的平衡。最早发现益生菌的是100多年前的俄国免疫学家梅哥尼科夫，他在研究保加利亚的农民健康长寿的课题时，发现他们饮用的发酵牛奶中含有一些活细菌，对人体免疫系统的维持有益。

    益生菌具体有何益处？据《北京晨报》介绍，消化系统的健康对于情绪来说至关重要，如果我们的肠道没有处于最佳的健康状态，吸收和消化营养的效率就会降低。人体所需的的血清素大约有95%都是在肠道内合成的，肠道中的益生菌在确保健康消化过程中扮演着至关重要的角色。据华龙网报道，益生菌的活动会给人体带来一些好处，如分解一些人体不能消化的纤维，帮助人体合成某些维生素，增强人体的免疫力等等。

    如何补充益生菌？直接购买和饮用市场上的酸奶是补充益生菌最常见的方式之一。除此之外，也有不少人通过饮用自制酸奶来补充益生菌。但是需要注意的是，据《健康报》报道，在自制酸奶的过程中，如果在乳酸菌还没有“站稳脚跟”的发酵初期混入了杂菌，有可能导致酸奶发酵失败，甚至产生食品安全问题。自制酸奶的原料可以选择经过灭群处理的巴氏奶、常温奶，即使选用奶粉冲调的奶作为原料，一般也不出现食品安全问题。在家庭自制酸奶过程中，最易让杂菌混入的是容器使用环节。因此，自制酸奶最好使用专用容器，且每次使用前最好进行高温消毒。

    含益生菌的食品除了酸奶以外，还有益生菌饮料等。那么，益生菌饮料的效果又如何呢？云南省公共营销师协会会长邱�B在接受云南网采访时介绍，益生菌饮料含有对身体有益的细菌，但其主要成分是水，并且含有糖分。需要补钙，同时又想调理肠胃的人，不妨选择酸奶。对于肠道本身没问题的人而言，则没有必要经常饮用益生菌饮料。此外，益生菌饮料应该在低温环境保存。如含有嗜酸乳杆菌等益生菌类的饮品在常温下放置超过2小时后，益生菌就会丧失，这时候的益生菌饮料仅相当于一杯普通糖水。

　　尽管肠道内的健康细菌阻止了某些抗氧化剂的吸收，但西红柿酱汁可以提高益生菌的效力。研究人员说，这使得煮熟的番茄酱比生西红柿更适合肠道健康，因为烹饪过程保留了重要的番茄红素。

　　西班牙波利特大学的科学家们研究了消化如何影响番茄酱中的抗氧化剂，他们发现煮西红柿可以增强番茄中的番茄素，这意味着更多的番茄素可以在消化过程中存活下来，并被身体吸收，这促进了西红柿益生菌的作用。

　　有益细菌超过抗氧化剂

　　该研究小组称，提高罗伊氏乳酸杆菌的积极作用超过了它阻止抗氧化剂的作用。研究人员称用油炸番茄酱就着富含益生菌的食物可以提高其益生菌效果，这项研究也已经在功能性食品杂志上发表了。

　　番茄可以改善癌症治疗

　　西红柿有益健康已经不是什么秘密了。之前的研究表明，吃西红柿可以帮助减缓胃癌，而番茄酱可以降低男性患前列腺癌的风险。

　　去年的一项研究发现，广受欢迎的地中海水果完全可以抑制癌细胞的生长，而这一发现可以为预防胃癌的研究铺平道路，同时也可以利用饮食来支持常规疗法。

　　然而，这一结果与其他研究结果相矛盾，即只有番茄素能抗癌。来自意大利梅尔科利亚诺肿瘤研究中心的研究作者丹妮拉巴内罗说：“西红柿的影响似乎与番茄素等特定成分无关，建议而是应该完整地考虑番茄。”研究人员分析了从圣马尔扎诺和科巴利诺的普通品种的整个番茄的提取物，以研究它们处理胃癌各种特征的能力。结果显示，这两种提取物都能影响癌细胞的扩散和发育能力，同时也导致了它们的死亡。

    数以万亿计的细菌生活在生物体的肠道中，它们被称为一个“隐形器官”，已被证明与多种疾病有关。而近期，科学家又揭示了一种与肠道细菌有关联的疾病——多发性硬化症。这是一种最为常见的中枢神经脱髓鞘疾病，症状和体征十分复杂，可导致肌无力、失明甚至死亡，影响着全球250万人的健康和生命。在多发性硬化症患者中，大脑通常静默的免疫系统被唤醒，非神经元细胞（小神经胶质细胞和星形胶质细胞）被激活。

    此次，美国哈佛医学院科学家弗朗西斯科·昆塔那及同事，展示了在多发性硬化症小鼠模型中，由肠道细菌产生的膳食色氨酸的代谢物，是如何抑制这两种类型细胞的促炎症活性的。他们对多发性硬化症脑组织的进一步研究表明，人脑内也存在类似的机制。

    研究人员发现，当膳食色氨酸的代谢物与细胞表面特定受体结合时，这些免疫细胞的活性会发生改变。相同的受体也会结合其他天然存在的化合物，包括来自植物（如花椰菜）的衍生物。

    在随附的新闻与观点文章中，德国马克斯·普朗克神经生物学研究所的哈姆特·维克勒表示，未来或有一天，靶向相关分子路径成分的疗法将被证明可用于治疗多发性硬化症，同时，这项研究也意味着或可通过肠道间接抑制炎症性脑疾病，譬如，研发基于微生物产物的药品，从而改善病症。

    众所周知，白血病是一类严重的血液癌症，其中部分白血病是由于基因突变所引起。据统计，在60岁以上的人群里，超过15%的老年人的造血干细胞会自发出现TET2基因突变。这一突变会给造血干细胞带来额外的生存优势，使它们更容易增殖。于是，这些细胞的后代就占了人体白细胞的大多数，且容易恶化。尽管我们已经知道了TET2突变与白血病发作之间的关联，其中的具体生物学机制却一直没有得到阐明。

    为了了解TET2突变如何影响白血病的发病，这支研究团队首先构建了带有TET2突变的小鼠作为研究对象。令人意外的是，只有50%-75%的小鼠会出现白血病症状，这说明TET2突变仅仅是诱发白血病的因素之一，而不是唯一的因素。在人类患者中，这一现象也得到了证实。

    那么，还有哪些神秘因素会导致白血病的出现呢？近期的一项研究给了科学家们启示：人们发现，系统性的细菌感染会引发异常的骨髓增生，这和白血病早期的症状如出一辙。细菌会不会在白血病的发病中扮演了某种关键角色呢？尽管听起来非常反常识，但研究人员依旧决定测试一下这个想法。

    后续的研究结果让他们惊讶！通过定量分析，研究人员们果然在突变小鼠的外周血液、肠系膜淋巴结、以及脾脏中找到了细菌16S rRNA的存在。进一步的细菌培养，则证实了在大约一半的突变小鼠内存在乳酸杆菌（Lactobacillus）等细菌。

    可以说，这是一个很有趣的发现。要知道，乳酸杆菌主要存在于小肠内，它们是怎么跑到小鼠的血液和脾脏里去的？这还要从TET2说起。

    原来，TET2是一种在表观遗传学中起到重要作用的酶，能影响不少基因的调控。当它出现突变时，会破坏肠壁的完整性。乳酸杆菌等细菌就这样顺着肠壁上的缺口来到了血液及周边的器官中。而监测到异常的身体则会产生炎症因子IL-6。诸多因素的结合下，白血病就很容易出现。

    研究人员们又用了两个实验确认了他们的发现。首先，他们在小鼠内使用抗生素和IL-6抑制剂，并发现这果然可以逆转小鼠在白血病发作前的骨髓增生；其次，他们也发现，出生在无菌环境下的小鼠即便有了TET2突变，也不会出现骨髓增生的症状。这两个研究清楚地表明肠道菌群在白血病发病过程中所不可或缺的作用。

    “在患者出现癌症前，身体里就有了这些变化。但不知情的患者看上去都很健康，直到灾难的到来，”该研究的通讯作者Bana Jabri教授说道：“这篇论文让我们知道细菌的信号对于疾病的驱动有重要作用，而我们现有的技术足以找到这些患者。”

    可以想象，这将为白血病的预防和治疗带来重要契机。如果TET2的自发突变不可避免，至少我们可以监控身体内的细菌水平和IL-6水平，及时干预，防止白血病的出现。这对全球每年新增的数万名白血病患者来说，无疑是一个重大的利好消息。能够将一个又一个的生命从死亡线上拉回，也是对这些科学家的发现最好的认可。

参考资料：

[1] Microbial signals drive pre-leukaemic myeloproliferation in a Tet2-deficient host

[2] Under certain conditions, bacterial signals set the stage for leukemia