장내 미생물은 생쥐가 공포 기억을 소멸시키는 데 어떻게 도움이됩니까?
생쥐를 대상으로 한 새로운 연구는 장의 미생물이 공포 반응을 잊는 능력에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 보여줍니다. 이 연구는 장과 뇌를 연결하는 세포 및 분자 메커니즘에 대한 자세한 단서를 제공합니다.
지난 10 ~ 20 년 동안 과학자들은 인체에 서식하는 박테리아가 건강에 어떤 영향을 미치는지 관찰했습니다.
이러한 미생물 군집에 대한 파괴가 질병 및 심지어 행동 변화와 어떻게 연결되는지에 대한 증거가 나타났습니다.
이러한 연관성은 특정자가 면역 질환과 정신 질환 사이의 관계에서도 분명합니다.
예를 들어, 다발성 경화증 또는 염증성 장 질환 (IBD)이있는 사람들은 장내 세균을 파괴하고 기분 장애, 불안 및 우울증을 경험할 수 있습니다.
그러나 이러한 조사로 장-뇌 축의 존재가 확인되었지만이를 뒷받침하는 메커니즘은 불분명합니다.
최근에 소개 된 새로운 연구 자연 논문은 장내 미생물과 뇌 세포를 연결하는 세포 및 분자 과정에 대한 전례없는 세부 사항을 제공합니다.
“IBD 및 기타 만성 위장 질환이 행동과 정신 건강에 어떻게 영향을 미치는지 아직 아무도 이해하지 못했습니다.”라고 뉴욕시 Weill Cornell Medicine의 IBD 연구 책임자이자 면역학 교수 인 David Artis는 말합니다.
“우리 연구는 전체 그림을 이해하는 새로운 방법의 시작입니다.”라고 그는 덧붙입니다.
배우고 잊어 버리기
연구를 위해 Artis 교수와 동료들은 장내 미생물 파괴가 뇌 세포에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 쥐를 사용했습니다.
그들은 동물 행동, 유전자 시퀀싱 및 세포 화학에 대한 전문 지식을 활용했습니다.
이 조사는 과학자들이“공포 조절 및 멸종 학습”이라고 부르는 실험을 사용하여 동물이 얼마나 잘 배우고 공포 유발 요인을 잊을 수 있는지에 초점을 맞추 었습니다.
실험에서 생쥐는 발의 전기 충격을 동시에 소리를내는 것과 연관시키는 법을 배웁니다.
결국 톤 자체가 전기 충격과 동일한 공포 반응을 이끌어 낼 수 있습니다.
수반되는 감전없이 톤에 반복적으로 노출 된 마우스는 연관성을 잊어 버리는 경향이 있습니다. 이것은 그들의 두뇌가 위협이 더 이상 존재하지 않는다는 사실을 스스로 업데이트하기 때문입니다.
그러나 연구진은 내장이 태어나지 않았거나 항생제 치료로 인해 장내 미생물이 크게 감소한 쥐의 경우 위협이 더 이상 존재하지 않는다는 사실을 알 수있는 능력이 현저히 감소한 것으로 나타났습니다. 다시 말해, 그들의 두뇌는 새로운 조건으로 업데이트되지 않았습니다.
미세 아교 세포의 변경된 유전자
동물의 뇌에있는 미세 아교 세포에 대한 유전 적 조사는이 효과 뒤에 숨어있는 분자 메커니즘에 대한 약간의 빛을 비춰줍니다.
연구자들은 "멸종 학습에 중요한 것으로 알려진 뇌 영역"인 내측 전두엽 피질 (mPFC)의 유전자 발현을 조사했습니다.
Microglia는 뇌에 살고 있으며 그 발달과 기능에서 수많은 역할을하는 면역 세포입니다.
그들의 임무 중 하나는 신경 세포 또는 신경 세포 사이의 연결을 자극하고 제거하여 뇌 회로를 재구성하는 것입니다.
연구진은 장내 미생물의 부재가 쥐의 mPFC에서 미세 아교 세포의 유전자 발현을 변화시켜 학습과 망각 중에 뉴런이 정상적으로 형성되고 연결을 제거하는 방식을 방해한다는 것을 발견했습니다.
연구팀은 또한 자폐증 및 정신 분열증과 같은 신경 정신병 상태에서 역할을하는 분자 수준의 변화와 같이 장내 미생물이없는 쥐의 뇌 화학 물질에서 상당한 변화를 발견했습니다.
장내 박테리아 복원은 어릴 때만 효과가 있습니다.
연구원들은 또한 다양한 연령대의 무균 생쥐에서 장내 박테리아를 복원하는 실험을 진행했습니다.
그들은이 생쥐가 조건화 된 공포 반응을 잊을 수 있다는 것을 발견했지만, 출생 직후 장내 세균을 회복했을 때만 가능합니다.
그들은자가 면역과 관련된 많은 정신 질환이 뇌 발달의 초기 단계에서 발생하는 문제와 관련이 있기 때문에 이것을 중요한 발견으로 보았다.
Artis 교수는 "장-뇌 축은 모든 인간, 일상 생활에 영향을 미칩니다."라고 말합니다.
확신하기에는 너무 이르지만 공동 연구자 인 Conor Liston 박사는 추가 연구를 통해 이러한 발견이 결국 새로운 치료 목표로 이어질 것이라고 제안합니다.
"앞으로 테스트해야 할 부분입니다."라고 그는 말합니다.
"우리는 장이 자폐증, 파킨슨 병, 외상 후 스트레스 장애 및 우울증과 같은 다양한 질병에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 더 많이 이해하기 시작했습니다."
David Artis 교수
