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2020年6月17日，星期三
肠道细菌可能会改变蠕虫的行为，影响饮食习惯
NIH资助的研究表明微生物组可能会影响神经回路活动。
肠道细菌很小，但不仅会在宿主动物的消化健康中发挥重要作用，而且会影响它们的整体健康。根据《自然》杂志上的一项新研究，蠕虫中的特定肠道细菌可能会改变动物的行为，指导其进食决定。该研究部分由美国国立卫生研究院资助。
美国国立卫生研究院国家神经疾病与中风研究所（NINDS）的项目主管罗伯特·里德尔（Robert Riddle）博士说：“我们不断发现肠胃细菌超出胃的作用。” “这里，肠道细菌正在影响动物对环境的感知，并导致其向同一细菌的外部来源迁移。”肠道细菌实际上使它们的物种对动物更鲜美。”
马萨诸塞州沃尔瑟姆市布兰代斯大学的研究人员是由该论文的博士后研究员，第一作者迈克尔·奥唐纳尔博士和生物学教授，该研究的高级作者皮亚里·圣古帕塔博士领导的。有兴趣了解肠道细菌是否有可能控制宿主动物的行为。该小组研究了肠道细菌对蠕虫（所谓的蠕虫）的影响。 秀丽隐杆线虫，闻一闻，然后选择自己的下一餐。
细菌是蠕虫的主要食物。在这项研究中，研究人员测量了喂食不同细菌菌株的蠕虫如何与辛醇反应，辛醇是某些细菌分泌的一种大型醇分子，通常当高浓度存在时，蠕虫通常会避免。
O’Donnell博士及其同事发现蠕虫在 普罗维登西亚 （JUb39）与在其他细菌上生长的动物相比，避免辛醇的可能性较小。奇怪的是，他们发现活的JUb39细菌存在于向辛醇迁移的蠕虫的肠道中，这表明其行为可能部分取决于这些细菌产生的物质。
接下来，研究人员想知道细菌是如何控制蠕虫的。
O’Donnell博士说：“从微生物到行为，我们一直可以将各个点连接起来，并确定该过程可能涉及的整个途径。”
脑化学酪胺可能在此反应中起重要作用。在蠕虫中，酪胺被转化为化学章鱼胺，后者以控制回避行为的感觉神经元上的受体为目标。这项研究的结果表明，细菌产生的酪胺可增加章鱼胺的含量，从而通过抑制对这些神经元驱动的辛醇的回避，使蠕虫对辛醇的耐受性更高。
使用其他行为测试，研究人员发现，将蠕虫在JUb39上生长时，对它们进行基因工程改造以使其不产生酪胺不会影响对辛醇回避的抑制。这表明由细菌产生的酪胺可能能够补偿那些动物体内缺少的内源性酪胺。
其他实验表明，在JUb39上生长的蠕虫比其他细菌性食物来源更喜欢吃这种类型的细菌。还发现由细菌产生的酪胺对于该决定是必需的。
Sengupta博士说：“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，并可能影响食物的选择。”
未来的研究将确定由细菌产生的其他大脑化学物质，这些化学物质可能与改变其他蠕虫的行为有关。此外，尚不清楚肠道内存在的细菌菌株的特定组合是否会导致对环境线索的不同反应。尽管蠕虫和哺乳动物具有许多相同的基因和生化过程，但尚不清楚高阶动物是否存在相似的途径和结果。
这项研究得到了NINDS（NS007292和NS101702）的支持；美国国家耳聋与其他交流障碍研究所（DC013711）；美国国立普通医学科学研究所（GM088290，GM131877和GM122463）；和国家科学基金会（IOS 1655118）。
有关更多信息，请访问： ninds.nih.gov
本新闻稿描述了一项基础研究发现。基础研究增加了我们对人类行为和生物学的理解，这是推进预防，诊断和治疗疾病的新方法的基础。科学是一个不可预测的渐进过程，每项研究进展通常都以出乎意料的方式建立在过去的发现之上。没有基本的基础研究知识，大多数临床进展是不可能的。
NINDS（http://www.ninds.nih.gov）是美国大脑和神经系统研究的主要资助者。 NINDS的任务是寻求有关大脑和神经系统的基础知识，并利用该知识减轻神经系统疾病的负担。
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参考：
MP O’Donnell等。肠道细菌产生的神经递质对嗅觉行为的调节。自然》，2020年。