一個意外竟是竟研究微生物組和疾病的新途徑

2023-03-31 16:38:43 2

阿拉巴馬大學的神經科學家羅莎琳達·羅伯茨，習慣於看到她大腦中的奇怪形狀。在過去的30年裡，她在電子顯微鏡下觀察了許多腦組織，經常遇到一些小顆粒或小球，其中不應該出現未知的物體。她解釋說：我會說，嗯，我不會注意的。現在一切都變了。  

在大腦中發現細菌通常是個壞消息。人體通過血腦屏障保護大腦免受各種細菌的侵害，而大腦也被認為是一個無菌的器官。當屏障被破壞時，諸如腦炎和腦膜炎之類的疾病就可能發生。羅伯茨她的同事CharleneFarmer和CurtneyWalker驚訝地發現組織切片中的這些未知物體實際上是細菌。  

這些細菌中的許多已經準備好進入神經元或通過軸突，就像它們將要移動一樣。一些細菌正在分裂。它們也非常挑剔，而且對大腦的某些區域有強烈的偏好，而在周圍的腦組織中沒有炎症的跡象。E細菌存在於大腦中，如果該人活著，它們就不是病原體。  

如果研究結果能夠被證實，汙染的可能性尚未被明確排除，這項工作為微生物群和疾病的研究開闢了新的途徑。RosalindaRoberts被鸚鵡螺採訪了。以下是訪談的主要內容。  

如果一個人活著時細菌確實從腸道進入大腦，這就是真正的範例轉變，因為與其他器官相比，大腦一直被認為是無菌的。在非侵入性、非感染性的腦組織樣本中發現細菌是完全出乎意料的。  

我的幾乎所有職業生涯都致力於精神分裂症。我的研究方法是觀察精神分裂症患者死亡後大腦中的突觸差異和病理特徵。多年來，當我看到這些未知物體時，我忽略了它們。然後我有一個本科生，考特尼·沃克，他叫考特尼·沃克。她在阿拉巴馬大學研究榮譽。她在研究黑質，大腦中含有多巴胺神經元的區域。她一直在看這些物體，我們稱之為它們，她一直在談論它們。這開始成為困擾實驗室的謎團。  

根據形態學標準，我開始懷疑它們是細菌。我把這些照片拿給一位細菌學家看，他說它們是細菌。然後我們做了核糖體分析，發現它們是腸道細菌。這很有趣，因為當前的學術界對此非常感興趣。STED在腸道腦研究中的應用  

你可以通過調整微生物種群來操縱行為和認知，甚至結構。例如，在無菌小鼠中，它們沒有微生物群落。如果通過糞便移植將正常小鼠的糞便移植到小鼠體內，它們的許多行為都會得到改善。如果將幽門螺桿菌移植到小鼠體內，它們會有新的認知和行為問題。患有不同疾病的人有不同的糞便微生物群。A型帕金森病患者與其他患者不同。  

我還沒有看到這樣的研究。關於信息進入大腦的路徑可能有很多猜測。一個假設是信息通過支配胃的神經向上傳遞，其中之一是迷走神經。在一項研究中，科學家切斷了迷走神經。因此，erve不能再通過改變微生物種群來操縱大腦的行為。這表明，他們所做的一切都與迷走神經有關；他們沒有說他們在做什麼。  

我不是微生物學家，所以我只能推測。如果細菌從迷走神經進入大腦，它們必須穿過髓鞘，通過內轉運到達迷走神經背核，然後離開並進入大腦的其他區域。大腦通過血腦屏障。大腦的某些部分不是很近，比如一個叫做化學敏感觸發區的區域。這個區域位於腦幹中，血腦屏障上布滿了孔。這是因為大腦有時需要知道你是否在吃東西。中毒引起嘔吐反應。由於類似的原因，腦垂體周圍的血腦屏障不是很緊密。我想更仔細地觀察這些區域，那裡有許多血腦屏障的孔，看看那裡是否有更多的細菌。  

我們看到，它們喜歡鑽入血腦屏障周圍的星形膠質細胞。它們也喜歡鑽入軸突。軸突是大腦中傳遞信息的突出部分，並且被富含脂質的髓鞘覆蓋。此外，細菌喜歡進入老鼠的神經元核。她比人類還不清楚這意味著什麼，為什麼他們喜歡入侵某些細胞類型我知道有些細菌像脂肪，有些細菌像糖。髓鞘含有很多脂質，而星形膠質細胞含有糖。細菌的分布也表明我們的觀察不完全是由於汙染，否則我們將在其他地方發現細菌，而不僅僅是在特定區域。  

我起初是這麼想的。也許這些細菌在死後侵入大腦，開始以腦組織為食。然而，它們也出現在死後立即被固定的小鼠的大腦中，死後沒有人工幹預或時間讓細菌入侵。因此，這不是死後人為改變的現象。而且，在處理過程中，大腦要麼被置於固定物裡，要麼被冷凍起來。我不能解釋為什麼細菌在人工處理之後可以進入大腦。為什麼它們進入一個不友好的被固定在抗菌劑裡的大腦。鋁溶液  

現在我不能排除汙染的可能性。但是即使這是汙染，細菌的分布也是非常特殊的。它們往往具有特定的細胞間部分，這本身是非常有趣的。我們必須通過非常系統的研究消除汙染的可能性。所有的東西都在高壓下消毒滅菌。製備了無菌小鼠、常規小鼠和人腦標本。  

這些細菌似乎不會引起炎症。這是很特別的，因為你認為它們會引起炎症。這意味著要麼整個事情都是死後或死後汙染，要麼它們只是對大腦沒有致病性。  

我認為它們還活著。顯然它們看起來很健康。死去的細菌看起來有點像鬼魂，只是細胞碎片。這些細菌看起來不像。如果它們活著，死後某個時候在大腦中凍結，那將是很有趣的。我不知道我是否可以培養我看到的細菌。看看它們是否真的活著，然後做一些實驗來找出它們為什麼喜歡大腦的不同部分。我們的16S微生物分析並沒有告訴你有多少細菌或者它們是否活著。  

我沒有看到任何死亡的細菌。通常它們被巨噬細胞吞噬或被溶酶體途徑處理。我看到結構完整的細菌，其中許多具有隔細胞板，表明它們正在分裂。  

我們看到四個不育的小鼠大腦。其中兩個通過16S微生物分析檢查顯示它們沒有任何細菌。但是微生物學分析不能告訴你有多少細菌，它只能告訴你在給定樣品中不同細菌的比例。因此，假設d無菌小鼠有0.0001克細菌，野生小鼠有150克細菌，這不能通過微生物學分析反映出來。你可以在16S微生物學分析中發現食物中殺死的細菌片段。我們還需要測試16S分析中使用的試劑，看看是否有任何試劑。NTS引進了細菌。  

我得到的方法學建議之一是將標記的細菌移植到無菌小鼠體內，看看它們進入大腦需要多長時間。我還想看看我的屍體標本，看看不同的疾病是否改變了大腦中細菌的位置或類型。有趣的是，我沒有我腦子裡有幽門螺桿菌。這種細菌應該引起認知障礙。  

我需要知道科學界對這個研究的看法。我想看看我是否可以和一些微生物學家或其他人取得聯繫，這些人可能正在以一種我發現很難做到的方式研究這個問題。所以這就是結果。我已經接到一些科學家的電話。嘿，我們交換一下論文，談談這個。發表論文要花很長時間，而且到實際發表時，你可能已經在做別的事情了。所以，與其只是坐在辦公室裡撓頭，問問自己是什麼，不如展示一下你最初的作品，對你的同伴，了解他們的想法，並討論你的下一個目標。  

世界上沒有那麼多的電子顯微鏡學家。神經科學家現在想要了解分子、細胞內部、力學以及更全面的信息。屍檢後的電子顯微鏡在人類中是罕見的，只有另一個小組在做這項工作。這項研究需要合作。有腦庫的電子顯微鏡學家，或採集死後間隔很短的腦組織標本。這種結合併不總是一起發生的。  

是的，但是我想解釋一下。對於電子顯微鏡，你需要在死亡後8小時內對大腦進行處理。目前，平均死後間隔接近24或30小時。因此，只有10%或15%的樣品適合於電子顯微鏡。