微生物与免疫系统和神经系统的对话
肠道微生物和神经系统以及免疫系统的“激情碰撞”...
肠道微生物参与调控一系列宿主的生理机能，包含免疫系统的发育和功能。除此之外，肠道微生物可以调控大脑的发育，功能和行为。许多免疫学研究结果已经阐明了微生物所引起的免疫调节功能。大脑中有许多免疫细胞，这些免疫细胞可以抵抗大脑的感染和损伤，同时也可以支持神经的重塑。先前一直被认为是免疫调节信号因子的细胞因子，现在则被发现在大脑神经分化和轴突寻路中起着重要作用；此外还有补体蛋白，以及组织相容性复合体等。以上结果证实，免疫调节蛋白在正常大脑发育中的作用。相反，传统认识中在中枢神经系统中起重要作用的因子则被发现在免疫系统中也扮演重要角色。其中包含多种不同亚型的白细胞，它们可以产生以及相应神经递质，进而调控神经元的去极化或者超极化。
微生物对小胶质细胞和星形胶质细胞的生物学影响
定植于肠道的微生物对神经生理学和神经行为都有重要的影响。肠道无菌的小鼠（在无菌条件下饲养或者通过口服广谱抗生素）会表现出神经和行为方面的变化。实验发现，与常规饲养的小鼠相比（SPF，对照组），无菌小鼠的小胶质细胞的形态（分支增多，突出变长），基因表达（CSF1R, F4/80和CD31的表达量升高）以及对外界刺激的反应都出现了异常。同样，抗生素处理的小鼠的小胶质细胞也出现了异常现象。当研究人员用短链脂肪酸处理无菌小鼠后，小鼠的小胶质细胞又恢复了正常。此外，研究证实，微生物的代谢产物可以与星形胶质细胞的芳基碳氢化合物受体结合，进而缓解实验性过敏性脑脊髓炎的症状。星形胶质细胞的一型干扰素信号可以降低炎症，同时降低实验性过敏性脑脊髓炎临床评定分值。但是抗生素的使用可以改变以上现象。微生物产生的特定的色氨酸代谢物可以刺激芳基碳氢化合物受体进而降低实验性过敏性脑脊髓炎临床评定分值。该实验结果证明，微生物可以直接作用于星形胶质细胞的芳基碳氢化合物受体信号和炎症反应，这与多发性硬化疾病存在一定的关联（多发性硬化病人血清中的色氨酸相关代谢产物的含量较正常人偏低）。不同的神经和精神疾病患者肠道微生物的变化
微生物对外周免疫细胞和中枢神经系统功能的影响肠道微生物可以调控外周免疫细胞应答，中枢神经系统功能。肠道中定植的特定种属的微生物与促炎/抗炎因子CD4+ T细胞应答的激活相关（CD4+ T细胞可以调控实验性过敏性脑脊髓炎的易感性）。自闭症谱系障碍模型的母体免疫激活可以导致微生物的紊乱，提高TH17细胞应答，进而引起社交行为的缺乏。在中枢神经系统损伤小鼠模型中（中风，脊髓损伤）同样存在微生物-免疫系统相互作用。口服益生菌可以促进Ly6C+单核细胞，提高海马神经生成，以及提高记忆应答。双歧杆菌和乳酸杆菌具有潜在的抗炎作用，能够减少焦虑和抑郁表现。另外，微生物感染可以激活抗体依赖的中枢神经系统自身免疫，以及促进神经退行性病变。
总体来讲，外周免疫应答是一个主要的途径，肠道微生物和外来微生物可以通过该途径来影响中枢神经系统。
微生物与免疫系统和神经中枢系统的对话
微生物群与免疫系统和中枢神经系统之间的相互交叉感应对于宿主机体健康的维持起着重要作用。微生物产物，包含微生物相关分子物质（MAMPs）和微生物代谢产物（短链脂肪酸）可以激活宿主的免疫途径。微生物和免疫系统两者之间的相互协作，以及单独作用都可以调节宿主的神经生理功能。中枢神经系统的生化指标的变化可以导致微生物组成变化，同时也可以引起免疫细胞的变化。
Fung T C, Olson C A, Hsiao E Y. Interactions between the microbiota, immune and nervous systems in health and disease[J]. Nature Neuroscience, 2017.
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