Bauchgefühl: Forscher entdecken erste Hinweise, wie gut die Gesundheit beeinflusst die Gesundheit des Gehirns
Neue zelluläre und molekulare Prozesse, die zugrunde liegende Kommunikation zwischen der Darm-Mikroben und Zellen des Gehirns beschrieben worden, erstmals durch Wissenschaftler am Weill Cornell Medizin und Cornell Ithaca campus.
In den letzten zwei Jahrzehnten haben die Wissenschaftler beobachteten einen klaren Zusammenhang zwischen Autoimmunerkrankungen und eine Vielzahl von psychiatrischen Bedingungen. Zum Beispiel, Menschen mit Autoimmunerkrankungen wie entzündliche Darmerkrankungen (IBD), psoriasis und multiple Sklerose kann auch verbraucht haben, Darm-mikrobiota und erleben Angst, depression und affektive Störungen. Genetische Risiken für Autoimmun-Erkrankungen und psychiatrischen Erkrankungen auch zu sein scheinen eng verwandt. Aber genau, wie gut Gesundheit, wirkt sich auf die Gesundheit des Gehirns ist unbekannt gewesen.
„Unsere Studie liefert neuen Einblick in die Mechanismen, wie Darm und Gehirn miteinander kommunizieren und auf molekularer Ebene“, sagte co-senior-Autor Dr. David Artis, Direktor der Jill Roberts Forschungsinstitut für chronisch Entzündliche Darmerkrankungen, Direktor des Friedman-Zentrum für Ernährung und Entzündung und die Michael Kors Professor für Immunologie am Weill Cornell Medizin. „Noch niemand hat verstanden, wie IBD und anderen chronischen Magen-Darm-Bedingungen, die Einfluss auf Verhalten und psychische Gesundheit. Unsere Studie ist der Beginn einer neuen Art zu verstehen, das ganze Bild.“
Für die Studie, veröffentlicht Okt. 23 in der Natur, die Forscher Mausmodelle, um Informationen über die Veränderungen, die in Gehirn-Zellen bei der Darm-mikrobiota sind aufgebraucht. Der erste Autor Dr. Coco Chu, ein Postdoktorand in der Jill Roberts Forschungsinstitut für chronisch Entzündliche Darmerkrankungen, führte ein multidisziplinäres team von Ermittlern aus mehreren Abteilungen Weill Cornell Medizin, Cornell Ithaca campus, Boyce Thompson Institute, Broad Institute des MIT und Harvard, und Northwell Gesundheit mit speziellem know-how im Verhalten, erweiterte gen-Sequenzierung Techniken und die Analyse von kleinen Molekülen innerhalb der Zellen.
Mäuse, die mit Antibiotika behandelt werden, zur Reduzierung der mikrobiellen Populationen, oder wurden gezüchtet, um keimfrei, zeigte eine deutlich reduzierte Fähigkeit, zu lernen, dass eine drohende Gefahr nicht mehr vorhanden war. Um zu verstehen, die molekulare basis dieses Ergebnisses die Wissenschaftler sequenzierten RNA in Zellen des Immunsystems, sogenannte mikroglia, die sich in das Gehirn und entdeckt, dass die veränderte gen-expression in diesen Zellen spielt eine Rolle im Umbau, wie die Gehirnzellen verbinden, die während Lernprozessen. Diese änderungen wurden nicht in mikroglia von gesunden Mäusen.
„Veränderungen in der Genexpression in mikroglia stören könnte die Beschneidung von Synapsen, die verbindungen zwischen den Hirnzellen an, stören die normale Bildung von neuen verbindungen, die ausgeführt werden sollen, durch das lernen,“ sagte co-principal investigator Dr. Conor Liston, ein außerordentlicher professor von Neurologie in der Familie Feil Gehirn & Mind Research Institute und außerordentlicher professor für Psychiatrie am Weill Cornell Medizin.
Das team schaute auch in chemischen Veränderungen im Gehirn von keimfreien Mäusen und gefunden, dass die Konzentration von verschiedenen Metaboliten im Zusammenhang mit der menschlichen neuropsychiatrischen Störungen wie Schizophrenie und Autismus verändert wurden. „Die Chemie des Gehirns im wesentlichen bestimmt, wie wir uns fühlen und reagieren auf unsere Umwelt, und Beweise baut, dass Chemikalien abgeleitet von gut Mikroben spielen eine wichtige Rolle“, sagte Dr. Frank Schroeder, professor am Boyce Thompson Institute und in der Chemie und Chemischen Biologie an der Cornell Ithaca.
Als Nächstes versuchten die Forscher, um die Umkehr des Lernens Probleme in den Mäusen durch die Wiederherstellung Ihrer Darm-mikrobiota auf die verschiedenen Altersstufen von der Geburt. „Wir waren überrascht, dass wir Sie retten konnte lernen Defizite in keimfreien Mäusen, aber nur, wenn wir intervenierte direkt nach der Geburt, was darauf hindeutet, dass die Darm-mikrobiota-Signale sind erforderlich, sehr früh im Leben,“ sagte Dr. Liston. „Das war ein Interessantes Ergebnis angesichts der Tatsache, dass viele psychiatrische Bedingungen, die im Zusammenhang mit Autoimmun-Krankheit sind im Zusammenhang mit Problemen, die während der frühen Entwicklung des Gehirns.“
„Die Darm-Hirn-Achse, die Auswirkungen jeder einzelne Mensch, jeden Tag Ihres Lebens,“ sagte Dr. Artis. „Wir beginnen zu verstehen, mehr darüber, wie der Darm beeinflusst die Krankheiten so vielfältig wie Autismus, Parkinson-Krankheit, posttraumatische Belastungsstörung und depression. Unsere Studie liefert ein neues Stück zu verstehen, wie die Mechanismen funktionieren.“