今日《細胞》：腸子里的真菌 竟也會影響行為？

今日，頂尖學術期刊《細胞》雜志在線發表了一篇很有意思的論文。來自康奈爾大學的科學家們發現，腸道里居住的一些真菌居然能影響小鼠的社交行為！這發現不僅拓展了目前關于“腦-腸軸”的研究領域，也讓我們愈發了解到，原來居住在動物身體里的小小微生物，也會給行為帶來影響。

研究相應的新聞稿指出，腸道同時執行著多種看似矛盾的功能——一方面，它們要從外界環境中吸收水分和營養；另一方面，它們還要樹起屏障，避免腸道里的微生物入侵血液，造成感染。通常來講，想要讓腸道行使正常功能，就要維持腸道的穩態，這包括腸道微生物的平衡。研究人員們早就知道在腸道微生物中，真菌群體是有機的組成部分。一旦這些真菌菌落被破壞，就會影響腸道功能，甚至引發疾病。然而真菌如何維持腸道穩態，卻一直沒有得到闡明。

在小鼠模型中，科學家們在腸道里給不同的真菌做了定位，并發現一些特定的真菌總是會在特定的腸道上皮細胞附近積聚，表明它們可能與周邊的上皮細胞有著密切的接觸。這些被稱為黏膜相關真菌（mucosa-associated fungi）的微生物能增強小鼠小腸上皮細胞的功能，使它們能在細菌感染后避免損傷。

有意思的是，這些真菌看似不止是維持腸道的屏障功能。在另一些實驗中，科學家們發現腸道里攜帶這些真菌的小鼠，也會表現出更多的社交行為。相比之下，如果沒有這些真菌，小鼠的社交行為就沒有那么活躍。根據“腦-腸軸”的相關理論，這可能是來自腸道的真菌，給大腦提供了某種信號，從而改變了大腦的運作，進而影響行為。

為了找到背后的遠離，研究人員們進一步做了探索，并發現其中的關鍵在于一類T細胞。在真菌的作用下，這些T細胞會分泌兩種免疫信號蛋白：一種是IL-22，能局部作用于上皮細胞，增強腸道的屏障功能；另一種是IL-17，它能進一步進入血液循環，最終抵達大腦，作用于神經元，從而影響小鼠的社交行為。

為了驗證這個發現，科學家們又做了另一個實驗。他們使用了一種特殊的小鼠，其神經元上缺乏IL-17的受體。即便它們依舊帶有那些真菌，也不會對社交行為產生影響。這個結果也表明真菌對社交行為的改變，的確依賴于IL-17通路。

▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[1]）

Iliev教授總結指出，該研究發現了主要免疫通路和神經系統之間的直接聯系。前者由腸道中的真菌誘導產生，后者可以影響動物行為。

關于這項研究，Iliev教授評論指出“這是一種和諧，是跨越兩個不同物種的交流”。未來，研究人員們也打算把重點放在“腦-腸軸”的另一端——腦子，理解在不同腦區，這些信號會產生怎樣的影響。新聞稿中指出，一個潛在的可能性在于這些腸道微生物能刺激不同的腦區和免疫系統，從而影響神經炎癥調控等多種不同的生物學進程。總的來講，這打開了一個全新有待探索的領域。

參考資料：

[1] Irina Leonardi et al., (2022), Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity, Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.01.017

[2] Preclinical study finds gut fungi influence neuroimmunity and behavior, Retrieved February 16, 2022, from https://www.eurekalert.org/news-releases/943695

（原文有刪減）