饮食对自闭症的影响研究进展

自闭症是一种发育障碍类疾病,患者常出现严重的行为异常,丧失语言能力和社会交往能力,生活基本不能自理,并且可能需要持续一生的治疗.随着发病率的攀升,自闭症已经给患者家庭和社会造成了严重的社会和经济负担.自闭症的病因和机理尚未完全明晰,尚缺有效的治疗或干预方法.目前的研究表明,饮食与自闭症关系密切,不良的饮食习惯,食物中的有害物质,对营养物质的吸收、利用和代谢异常,可能影响免疫、内分泌和能量代谢系统,最终影响大脑的发育.食物是肠道微生物的重要影响因素,而肠道微生物对人体健康至关重要,且通过微生物-肠道-脑轴(菌肠脑轴)影响大脑的正常工作和发育.食物中的营养、促生长物质及本身负载的微生物为肠道微生物的生长和组成提供了充足的物质基础.饮食干预不仅能改善自闭症患者的营养状况,还能缓解一些胃肠道症状以及睡眠、刻板、自残、多动和暴躁等异常行为,甚至社交和语言能力等也有所好转.其中,给自闭症患者服用益生菌,在明显改善患者的肠道菌群的同时,自闭症症状得以改善.因此,将肠道微生物作为自闭症的诊断和干预靶标正在引起广泛关注,饮食、肠道微生物与自闭症的关系正在成为当前的研究热点.     

肠道菌群影响宿主行为的研究进展

肠道内定植了数量众多、种类丰富的肠道菌群,它们和宿主间形成了互利共生的关系,对宿主的健康产生着重大影响.近年来,随着对肠道菌群调控作用研究的不断深入,发现肠道菌群不仅调控肠道活动,还影响宿主的脑功能和行为.肠道菌群通过肠-脑轴调控宿主行为,而肠-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统.动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响.平衡的肠道菌群可以促进宿主的身心健康,而肠道菌群失调则可能引发肠-脑疾病(如肠易激综合征、炎性肠道疾病和肝性脑病)和中枢神经系统疾病(如多发性硬化症、阿尔兹海默症和自闭症等).深入了解肠道菌群对宿主行为的影响,有助于更好地理解肠易激综合征和多发性硬化症等的发病机理,并认识到调节和恢复正常肠道菌群的安全有效措施(补充益生菌)是治疗精神心理疾病的重要组成部分.     

肠道微生物与皮肤疾病——肠-脑-皮轴研究进展

皮肤疾病,特别是湿疹、皮炎和痤疮等不仅影响个人形象,还可引起躯体感觉不适或精神异常.皮肤疾病影响人群广泛,病因复杂,复发率高,全球范围内患病人数不断增加.皮肤疾病与心理疾病之间存在密切联系,并且心理疾病的患病比例增长趋势也很明显.近年来的研究表明,肠道状态、肠道微生物以及心理疾病与皮肤疾病的关联称作肠道-大脑-皮肤轴(肠-脑-皮轴).肠道微生物可影响皮肤疾病的发生,并且精神状态与肠道微生物健康状况可折射皮肤健康状况.反之,皮肤状况也可作为精神状态和肠道微生物健康状况的评估参照.饮食是通过肠-脑-皮轴影响皮肤的重要因素,而心理因素对皮肤健康的影响也不能忽视.通过将肠道和皮肤微生物、肠道状态、大脑以及皮肤作为一个系统,而非独立对待,进而围绕肠-脑-皮轴进行干预将是解决皮肤疾病的重要方法.未来皮肤病的治疗趋势是将饮食、益生菌、益生元、药物和心理健康等方式综合运用.本文将重点介绍人类第二基因组——人体微生物组、肠道-大脑-皮肤轴与皮肤疾病的关系以及相互影响有关的研究进展.     

抑郁症研究的发展和趋势——从菌-肠-脑轴看抑郁症

抑郁症是现代社会最常见的心理疾病,该病不仅降低个人的生活质量,还给家庭和社会带来巨大的经济负担.但由于经济文化和医疗资源等因素限制,目前大部分抑郁症患者并没有进行过任何治疗,已有疗法效果的有限性又进一步加剧了这种困境.研究发现,抑郁症患者的大脑、内分泌、免疫和肠脑功能都出现异常,脑-肠轴功能失常可能是抑郁症的主要病理机制.以往的抑郁症治疗主要针对大脑,如药物治疗和心理治疗,而忽视了患者的其他症状.近年来,全世界范围随生活水平的提高抑郁症患病率也随之升高的现象提示,食品添加剂、药物、环境压力及不良饮食等均可为肠道菌群异常的直接诱因,而肠道菌群改变导致菌-肠-脑轴功能异常更可能促进抑郁症发生;通过益生菌、益生元、健康饮食以及粪便菌群移植等方式重建肠道菌群平衡,改善菌-肠-脑轴功能则能减轻甚至治疗抑郁.通过调节肠道微生物来改变抑郁焦虑等心理疾病已成为神经科学和心理学的热点,维护良好的肠道菌群可能是未来抑郁症预防和治疗的重要方向.     

益生菌:代谢性疾病调控新靶向

代谢综合征是一种代谢异常性疾病,近年来随着其发病率逐年升高,严重影响个人的生活质量,成为世界性公共卫生问题.代谢紊乱性疾病的流行与近几十年来膳食中大量营养素摄入量的动态变化和生活方式的改变有关.肠道微生物群失调被认为是代谢紊乱发生的影响因素之一,如何通过调节肠道菌群改善代谢综合征已成为目前的研究热点.益生菌作为一种广泛应用于食品中对人类健康有益的活的微生物,通过调节肠道微生物群起到改善血糖、调节血脂和降低胰岛素抵抗及胆固醇的作用.本文综述了益生菌在肥胖、2型糖尿病及高血压等代谢性疾病方面的具体作用效果及相关机制,提出在其应用过程中将面临的问题,为益生菌在未来的产业发展及应用提供新的思路.     

肠道菌群及益生菌干预:慢性肾脏病治疗的新视角

肠道是"隐形"的免疫器官,具有调节机体营养代谢、生理和免疫等重要功能.近年来,肠道菌群被认为参与了慢性肾脏病(chronickidneydiseases,CKD)的发生发展过程.CKD患者肠道功能屏障受到破坏,一些肠源性代谢毒素和细菌移位进入体循环,从而加重CKD全身炎症反应,促进其心脑血管并发症的发生.而益生菌治疗作为调节肠道菌群的主要干预措施,可能通过调节肠稳态,减少肠源性尿毒症毒素而延缓CKD的进展.由于益生菌对生理功能的调节具有菌株特异性,因此根据他们的功能特性选择适当的益生菌菌株干预是至关重要的.益生菌治疗更新了以往探讨疾病发生发展的分子机制的理念,为临床疾病的治疗提供了更开阔的视野.本文主要概述了CKD患者肠道菌群的变化以及益生菌在CKD治疗中的功效和可能作用机制.     

是什么引发了青春期?

Science创刊125周年之际公布的125个最具挑战性的科学问题中,"是什么引发了青春期?"是一个涉及演化、遗传、发育发展等众多领域的复杂问题.目前已有的研究主要集中在下丘脑-垂体-性腺轴(hypothalamus-pituitary-gonadal,HPG)激活状态的变化.一些内分泌因子(神经激素和神经递质),特别是下丘脑弓状核神经元分泌的kisspeptin可能是这个神奇生物钟的第一块多米诺骨牌之一,它可以引发下丘脑分泌促性腺激素释放激素(Gn RH),促使腺垂体脉冲式释放促性腺激素卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH),刺激性腺释放性激素,导致个体第二性征发育,生殖器官成熟.与此同时,大量研究结果已经说明,生活环境的资源供给以及个体营养状况等也会影响青春期启动的时间,青春期发育异常的人类和动物数据也暗示存在一些决定青春期起始的遗传因素.但是对青春期引发机制的整合理解尚需更多研究,如脑发育导致的自上而下的调控,各种神经激素和神经递质的协同以及社会心理因素如何接入HPG轴环路等.对引发青春期机制的揭示不仅有助于理解个体成熟的精密过程,为预防和治疗发育异常提供指导,还可以以此推演,深化对物种延续适应机理的探索.     

正负面情绪刺激下自闭症谱系障碍儿童的脑电信号分析

自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD,简称自闭症)是一种神经发育障碍,通过脑电活动研究可以对自闭症儿童脑功能发展进行客观评价.在个体社会发展中情绪认知能力十分重要,自闭症儿童的情绪认知缺陷对其社会互动能力造成了极大的影响,阻碍了自闭症儿童的社会性发展.本研究主要通过分析情绪视频诱发被试儿童产生正面与负面情绪过程中的额叶、颞叶、枕叶等脑区的脑电活动,并结合情绪性能指标和认知水平,探索自闭症儿童和典型发展儿童的各自表现以及其脑电差异性.实验共招募80名儿童(自闭症儿童组:40名;典型发展儿童组:40名),通过快速傅里叶变换方法对被试儿童脑电分脑区进行功率谱分析,并探索情绪组别间效应.发现自闭症儿童脑波总体呈现出低频(delta, theta)和高频(beta, gamma)功率过大而Alpha频段功率较低的特点,且不同脑区的差异程度不同.通过比较正负面两种情绪刺激下基于脑波功率得到的情绪性能指标与认知的问答情况发现,自闭症儿童在不同情绪刺激下的情绪变化远小于典型发展儿童,并在正面情绪下有更高的兴趣度与参与度.此外,其情绪认知、空间认知等6个方面的认知情况均低于典型发展儿童,认知问答正确率较负面情绪下高.本研究为提高自闭症儿童情绪认知干预训练提供了客观依据.     

脑-肠肽的脑内功能

《脑-肠肽的脑内功能》就脑-肠肽在脑内的作用方式、脑-肠肽的脑内功能、血脑屏障与脑-肠肽的关系等内容作了介绍.脑-肠肽功能的研究目前正方兴未艾.全面阐明脑-肠肽的生理功能有助于深入认识机体正常调节系统,同时对临床许多疑难病症的发病机理的探讨有重要意义.     

人体肠道微生物对十溴联苯醚的代谢研究

十溴联苯醚(BDE209)是一种具有持久性有机污染物特征的溴系阻燃剂, 可在生物体代谢生成更高毒性的化合物. 本文利用从人体粪便中提取的微生物以及通过人体肠道微生态系统模拟装置培养的人体肠道微生物, 在体外条件下研究BDE209 在人体肠道微生物作用下的代谢. 结果表明在为期10 d 的反应时间里, BDE209 含量保持稳定, 在气相色谱-质谱联用仪(GCNCI-MS)的色谱图中也没有检测到可能的脱溴代谢产物, 说明BDE209 没有发生显著的脱溴代谢作用.     

肠道菌群与代谢疾病

肠道菌群作为与人体共生的一个重要生态系统,长期以来与宿主共演化、共发育,桥接外界环境,与宿主各脏器发生互作,进而参与宿主代谢稳态调控。十几年来,已有多项研究支持肠道菌群失调通过各种与宿主互作的机制可能参与宿主多种疾病,尤其是肥胖、2型糖尿病等慢性代谢性疾病的发生与发展,并且肠道菌群在代谢性疾病的手术、药物等多种治疗方式中发挥重要作用。目前亦有多种有关开发靶向肠道菌群的代谢性疾病治疗的研究。文章对肠道菌群与代谢性疾病关系及相关机制、代谢疾病治疗中菌群的作用、肠道菌群相关治疗手段等方面的研究进展加以总结,以期为将来开发靶向肠道菌群代谢性疾病新型诊疗策略提供参考和思路。     

从单菌株组学到宏基因组学:Lactobacillus casei Zhang益生功能

干酪乳杆菌Zhang(Lactobacillus casei Zhang, LCZ)是一株研究充分的益生菌,受传统蒙医学的启发,分离筛选自内蒙古牧民的自然发酵酸马奶.其研究经历了3个主要阶段,单菌株组学体外评价阶段,肠道优势菌结合益生功能体内评价阶段,益生功能评价与肠道菌群组学结合的阶段.LCZ经过耐酸耐胆盐筛选,具有较好的体外黏附特性和体外调节巨噬细胞活性的作用.接着进行了菌株全基因组的测定和解析,抗生素抗性实验显示其具有较强的基因组稳定性.生长过程、酸应激和胆盐胁迫的蛋白组学鉴定出一系列与益生菌生长和抗性相关的功能蛋白.进一步体内试验表明,LCZ已经被证明具有调节肠道菌群的丰度和比例、抗脂质过氧化和增加抗氧化酶活性、调节细胞和体液免疫以及肿瘤免疫功能、改善血脂和肝脏脂质代谢、缓解口服糖耐量受损和预防二型糖尿病、保护肝脏和预防肝损伤、抑制肝移植瘤生长和诱变结肠癌发生发展等多项功能.小规模人群试验表明, LCZ可以维持肠道菌群的丰富度,增加有益菌的丰度和减少潜在有害菌的丰度.更重要的是,通过调节肠道菌群预防上呼吸道感染和改善部分衰老指标的功能在中等规模人体随机临床试验中也得到了验证.益生菌LCZ未来将在改善肠道菌群方面发挥更大的益处,具有开发为预防和辅助改善疾病的保健食品/特医食品的潜能.     

肠道菌群与代谢疾病

肠道菌群作为与人体共生的一个重要生态系统，长期以来与宿主共演化、共发育，桥接外界环境，与宿主各脏器发生互作，进而参与宿主代谢稳态调控。十几年来，已有多项研究支持肠道菌群失调通过各种与宿主互作的机制可能参与宿主多种疾病，尤其是肥胖、2型糖尿病等慢性代谢性疾病的发生与发展，并且肠道菌群在代谢性疾病的手术、药物等多种治疗方式中发挥重要作用。目前亦有多种有关开发靶向肠道菌群的代谢性疾病治疗的研究。文章对肠道菌群与代谢性疾病关系及相关机制、代谢疾病治疗中菌群的作用、肠道菌群相关治疗手段等方面的研究进展加以总结，以期为将来开发靶向肠道菌群代谢性疾病新型诊疗策略提供参考和思路。     

盐酸小檗碱缓解代谢相关性脂肪肝病的生物学靶点和机制

代谢相关性脂肪肝疾病(metabolic associated fatty liver disease, MAFLD)是一种全球性常见疾病,与心血管疾病、肥胖、糖尿病等多种代谢疾病密切相关.临床防治较为复杂.目前发现的研究药物,包括抗氧化剂、胰岛素增敏剂和降脂药物等,虽然在降低肝脏脂肪含量和部分组织学病变方面取得了一定的疗效,但在缓解肝脏纤维化方面效果有限.盐酸小檗碱(berberine, BBR)是一种异喹啉生物碱,来源于许多药用植物,早期被用作一种抗腹泻药物使用,目前大量研究显示其在保护心血管疾病、抗癌等方面具有丰富的药理作用.越来越多的研究发现, BBR具有调节代谢和保护肝脏的作用. BBR可以通过调节肝脏脂质代谢、改善胰岛素抵抗等途径改善MAFLD.但是药代动力学实验发现, BBR的吸收和首次消除主要发生在小肠,超过99%的BBR最终不会进入血液循环.由此推测, BBR主要在肠道发挥其缓解肝脏脂肪变性的生物效应,但具体机制和靶点尚不明确.有研究指出, BBR对肠道微环境改善和肠道脂质摄取抑制的作用可能是BBR缓解MAFLD的关键机制.本文综述了BBR的药代动力学、调节肝脏脂质代...     

人体肠道微生物与健康

正人体肠道微生物时刻伴随人类成长,不仅帮助消化食物,更是人体有效抵抗外界病原菌入侵的屏障。漫长的进化过程形成的平衡稳定的肠道微生态环境对于人体的营养、代谢和免疫起着至关重要的作用。人体内存在大量共生微生物,它们大部分寄居在人的肠道中,数量超过1000万亿(10~(14)数量级),是人体细胞总数的10倍以上,其总重量超过1.5公斤,若将单个微生物排列起来可绕地球两圈。胃肠道是微生物的"大仓库",人体就是一个移动的微生物聚集地。从基因组角度看,一个健康成年人肠道微生物的全部基因组数量异常庞大。在漫长的进化过程中,肠道微生物与人类     

物理疗法在脑科疾病中的前沿应用:神经治疗学的复兴

神经系统疾病在全球疾病负担和致残率的排位中居高不下,但对其致病机理与个体化治疗方案的研究却较为局限.从生物能量学的视角,神经精神疾病涉及脑能量/代谢(例如熵)的异常.在物理学中的电、磁、光、波为4种常见的能量形式,而基于这4种能量形式的神经调控技术不仅在脑科学研究中占有重要一席,同时也在脑科疾病的治疗中逐渐成为非药物治疗的重要方法.本综述旨在介绍基于电、磁、光、波4种能量存在方式的神经调控方法在脑科疾病的前沿研究、技术难题与未来应用前景.     

无创式脑调制的神经效应研究进展

无创式脑调制(noninvasive brain modulation,NBM)技术是基于电磁感应原理,采用电场或磁场以非侵入的方式刺激中枢神经系统(central nervous system,CNS),进而改善脑功能.现在,它不仅是诊断和治疗神经精神疾病(neuropsychiatric disorders)的一个有效手段,同时也是研究脑生理和脑功能的常用工具,此外在探索认知、情感、记忆和语言等方面也有着巨大的应用价值.虽然,NBM技术在认知神经科学、神经生理学及神经精神病学等各个领域被广泛成功的应用,但是它对脑功能和CNS的调节机制目前还不清楚,这严重地限制了该类技术的进一步应用以及研发.NBM技术作用的共同规律是通过在脑组织周围产生感应电场来调节相应脑区的神经活动.因此,明确不同电场作用下神经元放电活动的演化规律以及相应的发生机制是揭示NBM技术神经调节机制的关键.本文首先介绍了NBM在神经科学中的应用现状,然后对近年来有关电场神经调节效应的研究成果进行了综述,包括电生理实验和计算模型仿真,最后对未来的研究方向进行了展望.     

利用单细胞扩增技术解析母婴间肠道微生物构成及功能

微生物在人体中扮演重要角色,而婴儿早期微生物对日后健康发育至关重要.微生物可通过产道和母乳这2种主要途径从母亲传递给婴儿.本研究利用单细胞扩增技术对3对母婴粪便样品(共48份细菌悬液)进行宏基因组测序分析,旨在探究母婴间肠道微生物构成并对相关功能基因作出分析.结果显示,每对母婴间微生物尽管含量不同,但种类都高度相似(99%).三婴儿中,一个顺产婴儿显示与其母亲有相似的高丰度物种,如Roseburia hominis,Roseburia intestinalis,Eubacterium rectale,Eubacterium eligens等;另2个剖腹产婴儿显示与皮肤、口腔相关的高丰度物种,如Propionibacterium acnes,Staphylococcus saprophyticus/S.haemolyticus,Delftia acidovorans等.剖腹产婴儿中拟杆菌少于顺产婴儿,如Bacteroides(B.)fragilis,B.helcogenes,B.salanitronis等.本研究共检测到1283种细菌,除常见的人体肠道微生物外,还检测到4个低丰度物种,分别是Lactobacillus(L.)amylovorus,L.kefiranofaciens,L.sanfranciscensis和Bifidobacterium asteroids.粪便样品功能宏基因组显示,婴儿粪便中富有与碳水化合物相关的磷酸转移酶系统(PTS)和β-葡萄糖苷酶基因.本研究初次使用单细胞扩增技术对母婴间肠道微生物组成及功能做出探索,获得了较高测序深度及物种多样性,发现了之前鲜有报道的低丰度物种,证实单细胞扩增技术可用于后续不同生态环境微生物领域的研究.     

人体肠道微生物群、营养与健康

人体肠道微生物群是人体消化道系统中栖息的微生物总称.这些微生物与人体长期共进化,形成了一个平衡的微生态系统.人体微生物群与健康和疾病密切相关,被视为人体最大的内分泌"器官".该器官具有调节功能,通过改变微生物群的构成、种类与比例实现维护和恢复人体健康的目的.因此,人体微生物群及其与机体互作平衡网络研究,将为精准医学的诊断、治疗和预后评估带来革命性变化.肠道微生物群与摄入食物营养密切互作,不仅有助于降解食物营养素,还能够合成多种营养素供人体利用.研究者逐步认识到人体、微生物群、营养和免疫存在密切互作关系,因此,解析这一互作网络将为精准营养学的发展带来前所未有的新机遇.本文在总结目前人体肠道微生物群、营养与健康关系研究成果的基础上,从多个视角综述了此交叉领域日新月异的进展.     

实时功能磁共振成像及其应用

实时功能磁共振成像通过技术手段将数据分析所需的时间缩短到可与数据采集时间相比拟的程度,从而能在实验进程中将大脑皮层活动情况即刻反馈给受试者,构成一个闭合的神经反馈回路.近年来随着数据采集技术与图像重建算法的改进以及计算机运算能力的提高,实时功能磁共振成像技术日趋成熟并在诸多方面得到应用.凭借实时功能磁共振成像提供的神经反馈,受试者能够自主调节相关脑区的激活水平,与被调节脑区相关的认知过程或行为也会随之变化,这为认知神经科学提供了一种新的研究范式.实时功能磁共振成像还可以用作具备优良空间分辨率和全脑覆盖性的脑机接口,通过对大脑皮层激活模式的分析对脑状态进行判断和分类,从而实现仅依赖大脑活动的交互方式.另外,实时功能磁共振成像在临床上的潜在应用也得到了广泛关注,它为神经系统或精神类疾病的治疗与康复提供了新的途径,患者有望通过神经反馈调控异常的大脑激活状况从而缓解相应症状.本文旨在对实时功能磁共振成像的概念、关键技术及相关应用进行详细的介绍,并对其面临的问题和发展的前景进行讨论.