密歇根州立大学的新研究发现,微生物在塑造早期大脑发育中起着重要作用,特别是在一个控制压力、社会行为和重要身体功能的关键脑区。
这项发表在《激素与行为》期刊上的研究,利用小鼠模型揭示了自然微生物暴露不仅影响出生后即刻的大脑结构,甚至可能在子宫内就开始影响发育。选择小鼠模型是因为小鼠与人类存在显著的生物学和行为相似性,并且没有其他替代方法来研究微生物对大脑发育的作用。
这项工作意义重大,因为现代产科实践(如围产期抗生素使用和剖宫产分娩)会破坏母体微生物。仅在美国,就有40%的女性在分娩前后接受抗生素治疗,且三分之一的分娩通过剖宫产进行。
该研究的首席作者、密歇根州立大学心理学系助理教授亚历山德拉·卡斯蒂略·鲁伊斯说:"新生儿在出生时经过产道,身体会被微生物定植。出生恰逢塑造大脑的重要发育事件。我们想进一步探究这些微生物的到来如何影响大脑发育。"
研究团队专注于一个称为下丘脑室旁核(PVN)的脑区,该区域在调节压力、血压、水平衡甚至社会行为中起着核心作用。他们先前的研究表明,在无菌环境中饲养的小鼠(即无菌小鼠),其PVN在早期发育期间有更多濒死的神经元。这项新研究旨在确定这种增加的细胞死亡是否最终转化为神经元数量的长期变化,以及这些影响是由出生时微生物的到来引起,还是通过母体微生物的信号在子宫内就开始了。
为了找到答案,研究人员采用了交叉抚育方法。将无菌新生小鼠放入带有微生物的母鼠身边抚养,并与对照组进行比较。当这些小鼠在出生仅三天后检查其大脑时,结果令人震惊:所有由无菌母鼠孕育的小鼠,其PVN中的神经元数量都较少,无论它们在出生后是否获得了微生物。他们还发现,成年无菌小鼠的PVN中神经元数量也较少。
卡斯蒂略-鲁伊斯博士说:"我们的研究表明,微生物在塑造一个对身体功能和社会行为至关重要的脑区中发挥着重要作用。此外,我们的研究表明,微生物的影响在子宫内就通过母体微生物的信号开始了。"
卡斯蒂略-鲁伊斯博士表示:"我们不应回避微生物,而应将其视为生命早期发育的合作伙伴。它们从一开始就在帮助构建我们的大脑。"
Story Source:
Materials provided byMichigan State University. Original written by Shelly DeJong.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Yvonne C. Milligan, Nicole V. Peters, Gabby West, Laura R. Cortes, Benoit Chassaing, Geert J. de Vries, Alexandra Castillo-Ruiz.The microbiota shapes the development of the mouse hypothalamic paraventricular nucleus.Hormones and Behavior, 2025; 172: 105742 DOI:10.1016/j.yhbeh.2025.105742
2025-08-22
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