研究微生物组和疾病的新途径竟然是一个意外

2018-12-17 23:15:59 来源:www.tanmila.com 作者:

  阿拉巴马大学的神经科学家罗莎琳达·罗伯茨,习惯于看到她大脑中的奇怪形状。在过去的30年里,她在电子显微镜下观察了许多脑组织,经常遇到一些小颗粒或小球,其中不应该出现未知的物体。她解释说:我会说,嗯,我不会注意的。现在一切都变了。

  在大脑中发现细菌通常是个坏消息。人体通过血脑屏障保护大脑免受各种细菌的侵害,而大脑也被认为是一个无菌的器官。当屏障被破坏时,诸如脑炎和脑膜炎之类的疾病就可能发生。罗伯茨她的同事CharleneFarmer和CurtneyWalker惊讶地发现组织切片中的这些未知物体实际上是细菌。

  这些细菌中的许多已经准备好进入神经元或通过轴突,就像它们将要移动一样。一些细菌正在分裂。它们也非常挑剔,而且对大脑的某些区域有强烈的偏好,而在周围的脑组织中没有炎症的迹象。E细菌存在于大脑中,如果该人活着,它们就不是病原体。

  如果研究结果能够被证实,污染的可能性尚未被明确排除,这项工作为微生物群和疾病的研究开辟了新的途径。RosalindaRoberts被鹦鹉螺采访了。以下是访谈的主要内容。

  

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  如果一个人活着时细菌确实从肠道进入大脑,这就是真正的范例转变,因为与其他器官相比,大脑一直被认为是无菌的。在非侵入性、非感染性的脑组织样本中发现细菌是完全出乎意料的。

  我的几乎所有职业生涯都致力于精神分裂症。我的研究方法是观察精神分裂症患者死亡后大脑中的突触差异和病理特征。多年来,当我看到这些未知物体时,我忽略了它们。然后我有一个本科生,考特尼·沃克,他叫考特尼·沃克。她在阿拉巴马大学研究荣誉。她在研究黑质,大脑中含有多巴胺神经元的区域。她一直在看这些物体,我们称之为它们,她一直在谈论它们。这开始成为困扰实验室的谜团。

  根据形态学标准,我开始怀疑它们是细菌。我把这些照片拿给一位细菌学家看,他说它们是细菌。然后我们做了核糖体分析,发现它们是肠道细菌。这很有趣,因为当前的学术界对此非常感兴趣。STED在肠道脑研究中的应用

  你可以通过调整微生物种群来操纵行为和认知,甚至结构。例如,在无菌小鼠中,它们没有微生物群落。如果通过粪便移植将正常小鼠的粪便移植到小鼠体内,它们的许多行为都会得到改善。如果将幽门螺杆菌移植到小鼠体内,它们会有新的认知和行为问题。患有不同疾病的人有不同的粪便微生物群。A型帕金森病患者与其他患者不同。

  我还没有看到这样的研究。关于信息进入大脑的路径可能有很多猜测。一个假设是信息通过支配胃的神经向上传递,其中之一是迷走神经。在一项研究中,科学家切断了迷走神经。因此,erve不能再通过改变微生物种群来操纵大脑的行为。这表明,他们所做的一切都与迷走神经有关;他们没有说他们在做什么。

  我不是微生物学家,所以我只能推测。如果细菌从迷走神经进入大脑,它们必须穿过髓鞘,通过内转运到达迷走神经背核,然后离开并进入大脑的其他区域。大脑通过血脑屏障。大脑的某些部分不是很近,比如一个叫做化学敏感触发区的区域。这个区域位于脑干中,血脑屏障上布满了孔。这是因为大脑有时需要知道你是否在吃东西。中毒引起呕吐反应。由于类似的原因,脑垂体周围的血脑屏障不是很紧密。我想更仔细地观察这些区域,那里有许多血脑屏障的孔,看看那里是否有更多的细菌。

  我们看到,它们喜欢钻入血脑屏障周围的星形胶质细胞。它们也喜欢钻入轴突。轴突是大脑中传递信息的突出部分,并且被富含脂质的髓鞘覆盖。此外,细菌喜欢进入老鼠的神经元核。她比人类还不清楚这意味着什么,为什么他们喜欢入侵某些细胞类型我知道有些细菌像脂肪,有些细菌像糖。髓鞘含有很多脂质,而星形胶质细胞含有糖。细菌的分布也表明我们的观察不完全是由于污染,否则我们将在其他地方发现细菌,而不仅仅是在特定区域。

  我起初是这么想的。也许这些细菌在死后侵入大脑,开始以脑组织为食。然而,它们也出现在死后立即被固定的小鼠的大脑中,死后没有人工干预或时间让细菌入侵。因此,这不是死后人为改变的现象。而且,在处理过程中,大脑要么被置于固定物里,要么被冷冻起来。我不能解释为什么细菌在人工处理之后可以进入大脑。为什么它们进入一个不友好的被固定在抗菌剂里的大脑。铝溶液

  现在我不能排除污染的可能性。但是即使这是污染,细菌的分布也是非常特殊的。它们往往具有特定的细胞间部分,这本身是非常有趣的。我们必须通过非常系统的研究消除污染的可能性。所有的东西都在高压下消毒灭菌。制备了无菌小鼠、常规小鼠和人脑标本。

  这些细菌似乎不会引起炎症。这是很特别的,因为你认为它们会引起炎症。这意味着要么整个事情都是死后或死后污染,要么它们只是对大脑没有致病性。

  我认为它们还活着。显然它们看起来很健康。死去的细菌看起来有点像鬼魂,只是细胞碎片。这些细菌看起来不像。如果它们活着,死后某个时候在大脑中冻结,那将是很有趣的。我不知道我是否可以培养我看到的细菌。看看它们是否真的活着,然后做一些实验来找出它们为什么喜欢大脑的不同部分。我们的16S微生物分析并没有告诉你有多少细菌或者它们是否活着。

  我没有看到任何死亡的细菌。通常它们被巨噬细胞吞噬或被溶酶体途径处理。我看到结构完整的细菌,其中许多具有隔细胞板,表明它们正在分裂。

  我们看到四个不育的小鼠大脑。其中两个通过16S微生物分析检查显示它们没有任何细菌。但是微生物学分析不能告诉你有多少细菌,它只能告诉你在给定样品中不同细菌的比例。因此,假设d无菌小鼠有0.0001克细菌,野生小鼠有150克细菌,这不能通过微生物学分析反映出来。你可以在16S微生物学分析中发现食物中杀死的细菌片段。我们还需要测试16S分析中使用的试剂,看看是否有任何试剂。NTS引进了细菌。

  我得到的方法学建议之一是将标记的细菌移植到无菌小鼠体内,看看它们进入大脑需要多长时间。我还想看看我的尸体标本,看看不同的疾病是否改变了大脑中细菌的位置或类型。有趣的是,我没有我脑子里有幽门螺杆菌。这种细菌应该引起认知障碍。

  我需要知道科学界对这个研究的看法。我想看看我是否可以和一些微生物学家或其他人取得联系,这些人可能正在以一种我发现很难做到的方式研究这个问题。所以这就是结果。我已经接到一些科学家的电话。嘿,我们交换一下论文,谈谈这个。发表论文要花很长时间,而且到实际发表时,你可能已经在做别的事情了。所以,与其只是坐在办公室里挠头,问问自己是什么,不如展示一下你最初的作品,对你的同伴,了解他们的想法,并讨论你的下一个目标。

  世界上没有那么多的电子显微镜学家。神经科学家现在想要了解分子、细胞内部、力学以及更全面的信息。尸检后的电子显微镜在人类中是罕见的,只有另一个小组在做这项工作。这项研究需要合作。有脑库的电子显微镜学家,或采集死后间隔很短的脑组织标本。这种结合并不总是一起发生的。

  是的,但是我想解释一下。对于电子显微镜,你需要在死亡后8小时内对大脑进行处理。目前,平均死后间隔接近24或30小时。因此,只有10%或15%的样品适合于电子显微镜。