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在科學家創造了“衛生假說”這一術語三十年後,他們認為增加微生物接觸有益於健康,CU博爾德研究人員已經確定了一種可能導致土壤棲息細菌的抗炎脂肪。

這項發現於週一發表在“ 精神藥理學 ”雜誌上,至少可以部分解釋這種細菌如母牛分枝桿菌Mycobacterium vaccae如何平息與壓力相關的疾病。它還使研究人員更接近開發基以微生物做成的“壓力疫苗”。

“我們認為有一種特殊的調味劑可以驅動這種細菌的保護作用,而這種脂肪是這種特殊醬汁的主要成分之一,”資深作者和綜合生理學教授Christopher Lowry說。

英國科學家大衛斯特拉坎於1989年首次提出了有爭議的“衛生假說”,這表明在我們現代的,無菌的世界中,兒童時期微生物接觸不足導致免疫系統受損,過敏和哮喘發病率增加。研究人員已經對這一理論進行了改進,表明它不是缺乏接觸引起疾病的細菌,而是“老朋友” - 土壤中的有益微生物和我們長期生活在一起的環境 - 而且健康也受到影響。

“這個想法是,當人類已經從農場和農業或狩獵採集者的存在轉移到城市時,我們已經失去了與有助於調節我們免疫系統和抑制不適當炎症的生物的接觸,”洛瑞說。“這使我們患上發炎性疾病和與壓力有關的精神疾病的風險更高。”

洛瑞發表了大量研究,證明了接觸健康細菌與心理健康之間存在聯繫。其中一項研究表明,在農村環境中飼養的兒童,被動物和帶有細菌的灰塵所包圍,長大後具有更強的抗壓力免疫系統,並且可能比無寵物城市居民的精神疾病風險更低。

其他人已經證明,當一種特定的土壤棲息菌 - 母牛分枝桿菌Mycobacterium v​​accae)注入囓齒動物時,它會以類似於抗抗憂鬱藥的方式改變動物的行為,並對大腦具有持久的抗炎作用。(研究表明,過度的發炎會增加創傷和壓力源相關疾病的風險,例如創傷後壓力症候群。)

2016年發表在“ 美國國家科學院院刊”上的一篇Lowry撰寫的研究表明,在壓力事件發生前注母牛分枝桿菌可以預防小鼠的類創傷後壓力症候群,抵禦壓力誘發的結腸炎和讓動物再度遭逢壓力時不那麼焦慮。

“我們知道它有效,但我們不知道為什麼,”洛瑞說。“這篇新論文有助於澄清這一點。”

對於這項新研究,Lowr當細胞受到刺激時,或免疫細胞。y和他的團隊確定,分離和化學合成了一種新的脂質或脂肪酸,稱為10(Z) - 十六碳烯酸( 10(Z)-hexadecenoic acid),在母牛分枝桿菌中發現,並使用新一代測序技術研究當細胞被刺激時。它與巨噬細胞的相互作用與免疫反應。

他們發現,在細胞內部,脂質就像鎖中的鑰匙一樣,與特定受體,過氧化物酶體增殖物激活受體(Peroxisome proliferator-activated receptor 簡稱PPAR)結合,並抑制一系列驅動發炎的關鍵途徑。他們還發現,當用預處理細胞時,它們在受到刺激時更能抵抗發炎。

“似乎我們共同進化的這些細菌都有一個伎倆,”洛瑞說。“當它們被免疫細胞吸收後,它們釋放出與這種受體結合的脂質,並關閉發炎連鎖反應。”洛瑞一直設想從母牛分枝桿菌開發一種“壓力疫苗” ,可以給第一反應者,士兵和其他人在高壓力的工作中幫助他們抵禦壓力的心理傷害。“這對我們來說是一個巨大的進步,因為它確定了細菌的活躍成分和宿主中這種活性成分的受體,”他說過。

簡單地了解母牛分枝桿菌獲得益處的作用機制可以增強其作為潛在治療劑的信心。他說,如果進一步的研究表明單獨的新型脂肪具有治療效果,那麼該分子可能成為藥物開發的目標。

總體而言,該研究進一步證明了我們的“老朋友”可以提供很多東西。

“這只是一種在土壤中發現的一種細菌的一種菌株,但在土壤中還有數百萬種其他菌株,”洛瑞說。“我們剛剛開始看到冰山一角,在確定它們進化以保持我們健康的機制方面。它應該激發我們所有人的敬畏。”

參考文獻:

 

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  2. Stefan O. Reber, Philip H. Siebler, Nina C. Donner, James T. Morton, David G. Smith, Jared M. Kopelman, Kenneth R. Lowe, Kristen J. Wheeler, James H. Fox, James E. Hassell, Benjamin N. Greenwood, Charline Jansch, Anja Lechner, Dominic Schmidt, Nicole Uschold-Schmidt, Andrea M. Füchsl, Dominik Langgartner, Frederick R. Walker, Matthew W. Hale, Gerardo Lopez Perez, Will Van Treuren, Antonio González, Andrea L. Halweg-Edwards, Monika Fleshner, Charles L. Raison, Graham A. Rook, Shyamal D. Peddada, Rob Knight, Christopher A. Lowry. Immunization with a heat-killed preparation of the environmental bacteriumMycobacterium vaccaepromotes stress resilience in miceProceedings of the National Academy of Sciences, 2016; 113 (22): E3130 DOI: 10.1073/pnas.1600324113

 

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