日前,一項刊登于國際雜志neurology上的研究報告中
,來自加州大學戴維斯分校神經(jīng)和大腦研究所的研究人員通過研究首次發(fā)現(xiàn)
,在晚發(fā)性(遲發(fā)性)的阿爾茲海默氏癥患者大腦樣本中存在較高水平的革蘭氏陰性菌的抗原,相比對照而言
,這些患者大腦樣本中細菌脂多糖和大腸桿菌k99菌毛蛋白的水平較高
,此外研究者還發(fā)現(xiàn),這些脂多糖分子能夠聚集在淀粉樣斑塊中
,而這就和阿爾茲海默氏癥患者的病理學表現(xiàn)及疾病進展直接相關了
。
研究者xinhua zhan說道,我們通過免疫組化方法對所有18個老化的大腦樣本進行檢測發(fā)現(xiàn)了革蘭氏陰性菌的細胞組分:脂多糖和大腸桿菌k99菌毛蛋白
,相對用蛋白印跡分析對照的結果而言
,k99在阿爾茲海默氏癥患者的大腦中水平明顯會增加
,同時脂多糖還能夠聚集在β淀粉樣斑塊上以及患者大腦的血管中。研究者并不確定是否細菌引發(fā)了阿爾茲海默氏癥還是該疾病導致的結果
。
現(xiàn)細菌會直接影響阿爾茲海默氏癥的疾病進展.png)
本文研究中研究人員將來自患者的24份腦灰質和腦白質樣本同18份并無認知功能下降證據(jù)的個體樣本進行對比
,在兩組研究對象中研究者均發(fā)現(xiàn)了脂多糖和k99,而且在阿爾茲海默式癥患者中這種流行率較高
,相比利用蛋白印跡進行的10份對照樣本而言
,研究者在13份患者腦灰質樣本中發(fā)現(xiàn)有9份樣本中都存在k99,而且在患者腦白質樣本中k99的水平也較高
;同時研究人員在6份樣本中都發(fā)現(xiàn)了脂多糖的蹤跡
,但在對照樣本中均為發(fā)現(xiàn)。研究者認為
,在大腦中發(fā)現(xiàn)細菌分子讓他們非常驚訝
,尤其是在阿爾茲海默式癥患者大腦中那就更不可思議了,也就是說人們需要注意大腦中感染性因子的存在
,這或許只是首批細菌分泌的因子而已
。
這項研究提醒研究人員需要進行更為深入的研究來調查感染性因子影響阿爾茲海默氏癥的機制,如今研究者在患者大腦中發(fā)現(xiàn)了脂多糖和k99的存在
,那么他們就必須闡明細菌在阿爾茲海默氏癥發(fā)病過程中所扮演的角色了
,闡明細菌感染性因子和阿爾茲海默氏癥發(fā)病之間的關聯(lián)或未后期開發(fā)新型治療疾病的療法提供了新的思路和希望。
sharp說道
,如果脂多糖是原因的話
,我們或許就會采取措施抵御脂多糖或者治療革蘭氏陰性菌感染,從而抑制患者阿爾茲海默氏癥的發(fā)生
。后期研究者還需要進行大量的研究來對此進行證實
,此外她們目前并不確定革蘭氏陰性菌能夠直接影響患者的疾病進展或者僅僅是其它過程的一個副產物而已。最后研究者zhan指出
,我們在老化的大腦組織中檢測到了細菌組分的存在
,下一步我們將通過更為深入的研究來確定細菌組分是誘發(fā)阿爾茲海默氏癥的原因還是結果,是否革蘭氏陰性菌會誘發(fā)疾病
,或者說是當個體患上阿爾茲海默氏癥后更容易遭受細菌感染
,這有待于后期研究證實。
阿爾茨海默氏癥的癡呆進展速度有多快?
阿爾茨海默病往往發(fā)展緩慢,并在幾年內逐漸惡化
。最終
,阿爾茨海默病會影響大腦的大部分區(qū)域。記憶力
、思維
、判斷力
、語言、解決問題的能力
、性格和運動都可能受到疾病的影響
。
阿爾茨海默病有五個階段:臨床前阿爾茨海默病、阿爾茨海默病導致的輕度認知障礙
、阿爾茨海默病導致的輕度癡呆
、阿爾茨海默病導致的中度癡呆和阿爾茨海默病導致的嚴重癡呆。癡呆癥是一個術語
,用于描述一組嚴重影響智力和社交能力以干擾日常功能的癥狀
。
有關的
為什么癡呆癥患者會停止走路?
隨著大腦破壞的惡化
,癡呆癥會在身體上發(fā)展
。我們生活中一些最基本的部分,我們在做這些事情時甚至都沒有想到
,要么是我們小時候學到的
,要么是由于我們完整的腦干而完成的。這些包括拿勺子喂自己
、呼吸
、眨眼等,隨著神經(jīng)元破壞的進行
,甚至這些我們曾經(jīng)學會做的基本事情都被“遺忘”了
。肌肉因廢用而減弱和萎縮(消瘦),并且患有進行性癡呆的患者實際上忘記了如何走路
。
有關的
我們離治愈癡呆癥和阿爾茨海默氏癥還有多遠
?
治愈方法一直以各種形式存在于世界不同地區(qū)的不同社區(qū),包括姜黃 + 胡椒堿
、蝦青素
、N-乙酰-L-半胱氨酸/L-半胱氨酸+維生素D、睡茄根提取物和新鮮生茄子中的茄科生物堿
。
科學家發(fā)現(xiàn)改寫人類生命的微生物“暗物質”,未來將產生深遠影響
人體是大約39萬億微生物的家園
,它們的數(shù)量比我們自身擁有的細胞還要多。
科學家最近在人體微生物群中
,發(fā)現(xiàn)了全新的生命形式——CPR細菌
。它們看起來是如此的陌生,是科學家以前從未遇到過的
。
更重要的是
,這些正在改寫人類生命之樹的微生物“暗物質”
,可能會對我們的 健康 產生深遠影響。
法國巴黎皮埃爾和瑪麗居里大學的進化生物學家埃里克·巴普泰斯特正在尋找某種新的生命形式
,一種與我們以往所知完全不同的生命形式
。
他認為,奇特的生命形式并不一定遠在天邊——只有在火星土壤中或月球海洋中才能找到
,它們可能近在眼前
,就存在于我們的身體里,只是它們像暗物質一樣
,一直沒有被發(fā)現(xiàn)
。
“生物學總是充滿了驚喜?div id="4qifd00" class="flower right">
!卑推仗┧固卣f,“我們并沒能對世界上所有DNA進行徹底的普查取樣,因此
,尋找和發(fā)現(xiàn)稀有奇特生物仍然大有可為
。”
也許有人會認為
,巴普泰斯特的努力將徒勞無益
,畢竟,我們已經(jīng)進入了2010年代
,而不是1710年代
,生物學家要在地球上再次發(fā)現(xiàn)新的生命分支已并非易事,更不用說是在我們熟悉的人體環(huán)境中了
。
然而
,他們錯了。
微生物是生命催化劑
人體是大約39萬億微生物的家園
,比我們人體自身擁有的30萬億細胞還要多
。僅在我們的皮膚表面,每平方厘米就生存有約10億個微生物
。
今年早些時候的一項研究發(fā)現(xiàn)
,多達2000種不同的微生物物種在人類腸道內繁衍生息。
多年來在我們的認知里
,細菌都是有害的
,因此我們一直都很討厭這些微生物。但現(xiàn)在我們知道
,我們身體里的許多微生物實際上是我們的“盟友”
,它們與我們的 健康 息息相關。得益于新的科學技術,我們現(xiàn)在能夠前所未有地看到這個人體“動物園”的細節(jié)詳情
。
幾十年前
,微生物學家還只能在實驗室里培養(yǎng)微生物,來確定它們的身份
、研究它們的作用
。但大多數(shù)微生物無法通過這種方式培養(yǎng)和分析,這極大地限制了我們對微生物王國的了解進程
。
如今
,我們可以利用宏基因組學測序來解決這個問題,一些新技術可以根據(jù)微生物的DNA來確定其身份
,只需要少量人類排泄物的樣本就行
,而不需要在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)細菌。
一旦確定了微生物的DNA片段
,我們就可以通過計算機軟件
,用這些片段來重建某種細菌的整個基因組。研究人員用這個方法
,幾乎每個月都能發(fā)現(xiàn)那些生活在我們體內或身體表面的新的未知微生物
。
這些新發(fā)現(xiàn)偶然還會給我們帶來意想不到的驚喜。美國加州大學伯克利分校的吉莉安·班菲爾德和紐約康奈爾大學的露絲·萊伊幾年前發(fā)現(xiàn)了一種生存在人體腸道內的全新微生物群
,這種新發(fā)現(xiàn)的微生物是藍藻菌的近親
。藍藻菌是對復雜生命進化至關重要的一種微生物,研究小組以希臘神話黑暗水域女神的名字將這種新發(fā)現(xiàn)的微生物命名為 “美萊娜菌”
。
藍藻菌是已知唯一一種能進行產出氧氣的光合作用的有機生物體
。
植物能進行光合作用,正是因為它們的細胞中結合了這種藍藻菌
。藍藻菌的這種演化改變了地球大氣的組成
,從而為復雜生命的誕生鋪平了道路。但藍藻菌是如何進化的
,至今仍是一個謎
,主要是因為我們一直沒能找到與它相關的微生物。
美萊娜菌填補了這一空白
。微生物學家和地質學家為此提出
,產生氧氣的光合作用是在地球生命進化相對較晚的時間段里出現(xiàn)的。
更重要的是
,美萊娜菌對于人體 健康 起著十分重要的作用
。2018年的一項研究揭示,帕金森病患者腸道中的美萊娜菌數(shù)量比 健康 人要少得多
。美萊娜菌在與藍藻菌的競爭中占了上風
,從而起到了保護我們的作用。
CPR細菌:第四種生命形式
地球上已知的三種生命形式為:真核細胞生物(包括我們熟悉的動植物以及微小的原生動物)
、原核生物(單細胞生物體
,包括細菌)和古生菌。
隨著研究的深入
,研究人員猜測
,我們的身體里有可能還生存著第四種全新的生命形式。
我們的身體里生活著許多看起來像細菌一樣的微生物
,但實際上它們屬于“古生菌”
。古生菌通常只存在于一些極端環(huán)境中,如溫泉和海底熱液口
。人體一度被認為不是這種簡單生物體合適的棲息地
,但去年一個研究小組在報告中稱,在人體闌尾和鼻腔通道中發(fā)現(xiàn)了大量的這種古生菌
。
巴普泰斯特和他的同事對人體排泄物樣本進行基因測序后發(fā)現(xiàn)了不同尋常的DNA
,提供了第四種神秘生命形式存在的線索。
早在2010年
,一個研究小組在人類口腔微生物組里發(fā)現(xiàn)了屬于罕見細菌TM7和SR1的基因物質
。幾年前,科學家在泥炭沼澤和河流沉積物中也分別發(fā)現(xiàn)了TM7和SR1
。
2013年
,一個研究小組從一個污水處理場收集到了TM7的完整基因組。由班菲爾德領導的另一個研究小組也從地下水中獲得了TM7和SR1的完整基因組
。他們發(fā)現(xiàn)
,這種生物體的基因組小得令人驚訝,大約只有大腸桿菌基因組的四分之一大小
,如此小的基因組似乎缺少獨立生命存在必不可少的一些基因
,這也許意味著這些微生物可能只有在與其他細胞共生的生態(tài)環(huán)境下才能生存下來。
科學家發(fā)現(xiàn)新生命形式:較大細菌邊上是新發(fā)現(xiàn)的超小細菌
近年來
,研究人員不斷獲得更多關于這些奇特微生物的信息
。2015年,班菲爾德的研究小組在電子顯微鏡下發(fā)現(xiàn)
,這些微生物小得令人難以置信
,單個細胞的長度只有幾百納米(1納米即1毫微米,為十億分之一米)
。令生物學家驚訝的是
,它們雖很小,但仍然擁有細胞的正常功能
。
在此之后
,研究人員有了更多意想不到的好消息。班菲爾德和她的同事對近800種細菌(包括TM7和SR1)的小基因組進行了研究分析后發(fā)現(xiàn),
這些細菌都屬于新生命樹圖譜中的一個神秘分支,叫做候選門輻射類群(簡稱CPR)
。據(jù)班菲爾德和她的同事猜測,CPR可能占了細菌多樣性的一半之多
。
我們體內似乎生存著一些非比尋常的微生物
。“這是我們剛剛才認識到的新的生命形式
,一種擁有極小基因組的超小細菌
。”華盛頓大學的杰弗瑞·麥克林說
。這種可能被定義為第四種生命形式的CPR細菌
,更新了我們對生命樹圖譜的認識,也將對我們了解人體微生物產生深遠影響
。
事實上
,人體內已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三種CPR細菌,即分別在人體口腔
、腸道和陰道內發(fā)現(xiàn)的TM7
,SR1和GN02。如今我們知道
,在尼安德特人體內也存在這些微生物
。研究人員從4.8萬年前尼安德特人牙齒礦物質沉淀物中,發(fā)現(xiàn)了幾種CPR細菌菌株
,其中包括我們稱為TM7x的CPR細菌
。
這些細菌在我們體內到底干了些什么呢?真相開始浮出水面
,但并不是什么好消息
。
CPR細菌在微生物群落中所占比例通常不超過1%,但某些疾病患者的體內
,它們的數(shù)量會激增
,包括炎癥性腸道疾病。在嚴重牙齦疾病患者中
,20%的人的口腔細菌群落中含有CPR細菌
。但這些神秘的微生物真是導致這些 健康 隱患的罪魁禍首嗎?為回答這個問題
,哈佛大學福賽斯研究所的麥克林等研究人員決定進一步觀察它們的行為
。
麥克林領導的研究小組對從人體口腔中獲取的TM7細菌進行培養(yǎng),以便在顯微鏡下對這種微生物的生物學機制和行為進行仔細觀察
。迄今為止
,TM7x菌株是唯一成功培養(yǎng)的CPR細菌
。
細菌的共生機制及與疾病的關系
也許正是因為被CPR微生物寄生,才讓某些細菌擁有了避免被免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的能力
。但目前這還只是一種推測
,未經(jīng)實驗證實。
CPR細菌的培養(yǎng)不那么容易
。麥克林和他的研究小組發(fā)現(xiàn),TM7x菌株似乎只能和一種口腔細菌“齲齒放線菌”放在一起才能培養(yǎng)
。顯微鏡下的培養(yǎng)物研究顯示了這兩種微生物的共生關系:微小的TM7x細胞寄生于較大的齲齒放線菌上
。
微生物的這種寄生機制在大自然中并不罕見,但人體內一種細菌寄生在另一種細菌身上,則是首次被發(fā)現(xiàn)
。
麥克林等人有證據(jù)表明TM7x能夠殺死齲齒放線菌細胞,但它們的這種寄生關系卻奇怪而復雜
。有意思的是
,當齲齒放線菌被TM7x寄生時,它們同時也獲得了一種新的能力:避免被我們體內的免疫系統(tǒng)檢測到
。
這也許可以解釋CPR細菌和一些疾病之間的關系
,包括牙齦炎和腸道炎癥等。
“CPR的發(fā)現(xiàn)是一個大驚喜
,”巴普泰斯特說
,這一發(fā)現(xiàn)可能具有重要意義。畢竟
,我們剛剛才發(fā)現(xiàn)體內有一些微生物屬于之前未知的一種生命分支
,誰又能知道我們體內是否還潛伏著更多其他未知生命形式呢?
但巴普泰斯特同時指出
,我們要面對的現(xiàn)實是
,要確認這些生命形式的存在并非易事,而且需要時間
?div id="m50uktp" class="box-center"> !鞍l(fā)現(xiàn)新的生命形式比在已知生命形式中找到更多物種更困難,這將是一個漫長的 探索 過程
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">!彼f。
“微生物叢林”的生態(tài)系統(tǒng)
在我們的身體表面和體內
,生活著多樣化的細菌群落
,它們的種類和數(shù)量之多,超乎我們想象
。它們就像是一個細菌叢林
,交互作用并形成一個復雜的生態(tài)系統(tǒng)
。
這種交互作用在三種主要生命形式中進行:真核生命、原核生物和古生菌
。研究表明
,在我們的腸道內,真核微生物假絲酵母幫助分解飲食中攝入的淀粉
,釋放瘤胃球菌發(fā)酵的單糖
,然后通過細菌發(fā)酵產生甲烷短桿菌——一種在人體排泄物中大量繁殖的古生菌。
“這些細菌產生的副產品和廢物成為其他微生物的營養(yǎng)來源
,這個生態(tài)系統(tǒng)只有通過細菌相互之間的依賴關系才起作用
。”美國加州大學伯克利分校的吉莉安·班菲爾德說
。
這種相互依存關系有時也會觸發(fā)疾病
。例如,當口腔細菌被奇怪的微小細菌寄生時
,它們似乎會聯(lián)合起來一起躲避免疫系統(tǒng)的監(jiān)控
,從而導致疾病。但人體微生物也能起到對 健康 有益的作用
。例如
,口腔里的白色念珠酵母菌可引起令人討厭的感染,但通過與具核梭桿菌的交互作用
,酵母菌就能保持相對良性狀態(tài)