研究人员发现,肠道菌群平衡会影响小鼠的下丘脑-垂体功能减退症状。此外,他们发现阿司匹林可以缓解这些小鼠的激素缺乏症状。来自弗朗西斯·克里克研究所的一个团队证明,肠道菌群平衡可以影响小鼠的下丘脑-垂体功能减退症状。
研究人员还透露,阿司匹林有助于改善受此疾病影响的小鼠的与激素缺乏相关的症状。
具有 Sox3 基因突变的个体会经历下丘脑-垂体功能减退,导致垂体腺无法产生足够的激素。这种缺乏可能导致生长问题、不育和对压力的反应不足。
在今天发布于 PLOS Genetics 的一项研究中,克里克的研究人员将 Sox3 基因从小鼠身上去除,导致小鼠在开始吃固体食物时出现下丘脑-垂体功能减退的迹象。
调查发现,Sox3 突变显著影响下丘脑,后者是负责向垂体腺发出激素释放信号的脑部区域。然而,由于该基因通常在多种脑细胞中活跃,第一步是确定哪些特定细胞受到其缺失的影响最大。
研究人员注意到,NG2胶质细胞的数量减少,表明这些细胞对在断奶时成熟垂体腺中的激素产生细胞至关重要,这是一种以前未知的角色。这可能有助于阐明对激素生成的观察效果。
随后,研究团队在21天内以低剂量的阿司匹林处理小鼠。这种治疗导致下丘脑中NG2胶质细胞数量增加,并逆转了小鼠的下丘脑-垂体功能减退症状。
虽然阿司匹林影响的确切机制仍然不清楚,但研究结果暗示它可能为具有 Sox3 突变或其他 NG2 胶质细胞受损的病症患者提供潜在治疗途径。
一个意外的发现突显了肠道细菌对激素产生的影响。
当国家医学研究所(NIMR)在2015年与克里克合并时,包括那些具有 Sox3 突变的小鼠胚胎被转移到新设施。
当这些小鼠在克里克达到断奶阶段时,研究人员惊讶地发现预期的激素缺乏症状并不存在。
在检查各种潜在原因后,首席作者克里斯多夫·加利歇特比较了在克里克小鼠与NIMR小鼠肠道内的微生物组——生活在肠道内的细菌、真菌以及病毒——并注意到它们的成分和多样性存在显著差异。这些变化可能是由饮食调整、水源或与迁移相关的其他环境因素引起的。
他还评估了克里克小鼠中NG2胶质细胞的数量,并发现这些细胞处于正常水平,这表明克里克的微生物组以某种方式对下丘脑-垂体功能减退具有保护作用。
为了验证这一理论,克里斯多夫将NIMR小鼠的粪便移植到克里克小鼠体内,这导致下丘脑-垂体功能减退症状重新出现,并且NG2胶质细胞数量减少。
尽管确切机制仍不明确,研究人员得出结论认为肠道微生物组的组成体现了一个重要的环境因素,能够显著影响基因突变的结果,尤其影响下丘脑和垂体腺的功能。
克里斯多夫·加利歇特曾是克里克的高级实验室研究科学家,现在是Sainsbury威康中心的研究运营经理,他表示:“令人惊讶的是,发现肠道微生物组的变化能够逆转缺失 Sox3 的小鼠的下丘脑-垂体功能减退。这强调了在进行动物研究时考虑所有变量,包括微生物组的重要性,以及养育如何影响自然。”
克里克干细胞生物学与发育遗传学实验室的组长罗宾·洛维尔-巴吉补充道:“下丘脑-垂体功能减退既可能源于创伤,也可能源于罕见的基因突变,并且可能深刻影响整体健康。我们的研究不仅暗示了潜在的治疗选择,还强调了肠脑连接的重要性。本研究的下一个阶段将重点确定阿司匹林和微生物组如何影响NG2胶质细胞,随后努力在人体研究这些影响,以查看这些可接触的干预措施是否能帮助治疗下丘脑-垂体功能减退。”