肠道细菌气体与妊娠激素、情绪调节和产后抑郁症有关

概括： 研究人员发现，肠道细菌通过改变胆汁中的类固醇，产生一种与妊娠和产后抑郁症治疗有关的激素。这项研究强调了微生物群作为影响人类健康的内分泌器官的作用。

研究结果表明，肠道细菌可以作为治疗精神疾病的靶点。这项研究为理解肠脑相互作用开辟了新途径。

主要事实：

• 激素产生：肠道细菌产生孕烯醇酮，一种与怀孕和情绪调节有关的激素。
• 微生物组的作用：微生物群充当内分泌器官，影响人类健康和行为。
• 潜在疗法：研究表明，针对肠道细菌可以帮助治疗产后抑郁症等精神健康问题。

事实证明，肠胃胀气除了让人不舒服或好笑之外，还有其它用途：根据哈佛医学院科学家领导的新研究，一些肠道细菌释放的气体可以刺激其他肠道细菌产生一种与怀孕有关的激素，并可用于 FDA 批准的产后抑郁症治疗。

这项研究表明肠道细菌如何利用胆汁中的类固醇产生新的激素，并在此过程中发挥内分泌器官的作用。这项研究为肠道微生物群影响人类生物学和健康的方式增加了新的内容。

如果研究人员发现了一种效果，“那么，作为一个社区，我们可以考虑针对抑郁症等神经系统疾病的微生物组靶向疗法，”德夫林说。图片来源：神经科学新闻

该研究还提供了新证据，表明医生有朝一日可以通过操纵肠道微生物群来治疗或预防某些精神健康疾病。

研究结果于 5 月 24 日发表在 细胞。

“虽然肠道健康对我们的整体健康很重要，这是众所周知的事实，但我们胃肠道中的细菌究竟如何相互作用以及与我们自己的细胞如何对我们的心理健康产生影响，这一点仍未得到揭示，”第一作者梅根·麦卡里 (Megan McCurry) 说道，她在哈佛大学医学院布拉瓦尼克研究所斯隆·德夫林 (Sloan Devlin) 实验室担任研究生和博士后研究员时开展了这项研究。

“这项研究揭示了某些肠道细菌如何进行化学转化，产生可能影响女性健康和产后抑郁症的类固醇。”

细菌制造药物

德夫林说：“我们的细胞只在氧化方向上制造类固醇，也就是失去电子，而我们已经证明肠道细菌可以朝相反的方向进行，即还原，或获得电子——这使得细菌转化是独一无二的。”

研究小组发现，这种细菌可以改变胆汁中的皮质类固醇，这种类固醇在免疫功能和新陈代谢中发挥着作用。这种细菌将它们转化为黄体酮衍生物，即影响大脑和神经系统的性激素和神经类固醇。

“我们知道人体在肾上腺、胎盘和卵巢中产生孕酮。我们的研究表明，微生物群充当着额外的内分泌器官，”哈佛医学院生物化学和分子药理学副教授、这项研究的资深作者德夫林说。

德夫林和团队发现，肠道细菌产生的一种孕酮衍生物是孕烯醇酮，一个世纪前之所以如此命名，是因为人体在怀孕期间会产生这种物质。

研究团队与麻省总医院妇产科和生殖生物学副教授 Andrea Edlow 合作，研究了妊娠期间孕烯醇酮的产生。

对研究参与者的粪便样本进行分析后发现，妊娠晚期的女性不仅体内的孕烯醇酮水平比未怀孕的人高出 100 倍，而且这两种肠道细菌的遗传痕迹也比未怀孕的人多。

研究结果表明，肠道细菌有助于怀孕期间异孕烯醇酮的产生。

研究人员发现低水平的孕烯醇酮与产后抑郁症和其他情绪和精神疾病有关，而孕烯醇酮是一种经 FDA 批准的药物，称为 brexanolone，用于治疗产后抑郁症。

考虑到这一点，德夫林和同事希望扩大他们的粪便样本研究，以追踪妊娠第一、第二和第三阶段以及产后的参与者，并观察哪些人会患上产后抑郁症。

目标是更好地了解肠道细菌是否会影响整个怀孕期间的孕烯醇酮水平，并增加产后抑郁症的风险或预防产后抑郁症。

如果研究人员发现了效果，“将来，作为一个社区，我们可以考虑针对抑郁症等神经系统疾病的微生物组靶向疗法，”德夫林说。

化学背后

研究人员还揭示了这两种细菌如何进行化学转化。

首先，他们确定了起作用的基因。其次，他们发现 G. 帕梅拉埃 和 E. 缓慢 细菌需要氢气——这是我们胃肠道中的其他细菌在消化食物时产生的气体之一。

“气体对细菌代谢的影响在很大程度上被忽视了，可能是因为在实验室中研究它非常困难，”她说。“我们的研究表明，其他肠道细菌过程很可能受到肠胃胀气的显著影响。”

研究团队希望这项研究能够证明肠道细菌进行的化学反应对人类健康和行为产生影响，尤其是在怀孕期间。

“在我们开展研究之前，普遍的理解是宿主会产生类固醇；微生物群并不在讨论范围之内，”德夫林说。

“我们希望这项研究能够让人们相信，肠道细菌可以修改类固醇，产生可以影响宿主功能（包括情绪和行为）的分子。”

资金：

McCurry 现在是生物技术公司 Holobiome 的科学家。其他作者包括 Gabriel D'Agostino 和 Jasmine Walsh，他们都是哈佛大学肯尼斯 C. 格里芬艺术与科学研究生院化学生物学博士生，在 Devlin 实验室学习，以及 Jordan E. Bisanz、Ines Zalosnik、Xueyang Dong、David J. Morris、Joshua R. Korzenik、Emily Balskus、Peter J. Turnbaugh 和哈佛大学布拉瓦尼克研究所免疫学副教授 Jun R. Huh。

这项研究由美国国立卫生研究院（拨款 R35GM128618、R01DK110559、R01HL122593、R01HD100022）、阿尔弗雷德 P. 斯隆奖学金、西蒙斯基金会（SFARI 拨款 870754）、美国国家科学基金会（Alan T. Waterman 奖 CHE-20380529）和 Resnek 家庭原发性硬化性胆管炎研究中心资助。

McCurry 的资助来自 NSF 研究生研究奖学金（编号 DGE1745303）、HMS Christopher T. Walsh 研究生奖学金、HMS 细菌学研究生项目 NIH T32 拨款以及 HMS BCMP Van Maanen 奖学金。Balskus 是霍华德休斯医学研究所研究员。蛋白质组学分析在 HMS BCMP MassSpec 中心进行，SEM 成像、咨询和服务在 HMS 电子显微镜核心设施进行。

关于微生物组、怀孕和 PPD 研究新闻

原始研究： 封闭式访问。
“在氢气存在下，肠道细菌将糖皮质激素转化为孕激素”作者：Megan McCurry 等人。 细胞

抽象的

在氢气存在下，肠道细菌将糖皮质激素转化为孕激素

强调

• 戈登杆菌 和 埃格特氏菌 21-脱羟基宿主皮质类固醇产生孕激素
• 细菌产生氢气促进21-脱羟基
• 利用比较基因组学和功能基因组学鉴定了 21 个脱羟基基因
• 妊娠期间孕激素水平和基因簇丰度显著升高

概括

最近的研究表明，人类相关细菌与宿主产生的类固醇相互作用，但这种相互作用的机制和生理影响仍不清楚。

在这里，我们表明人类肠道细菌 帕梅拉戈登杆菌 和 埃格特氏菌属 通过21-脱羟基作用将丰富的胆汁皮质激素转化为孕激素，从而将一类免疫和代谢调节类固醇转化为一类性激素和神经类固醇。

利用比较基因组学、同源表达和异源表达，我们鉴定出进行 21-脱羟基化的细菌基因簇。

我们还发现肠道共生菌产生氢气在促进 21-脱羟基方面发挥着意想不到的作用，这表明氢气调节肠道的次级代谢。

某些细菌孕激素的含量在孕妇粪便中会大幅升高，包括孕烯醇酮（俗称布瑞克诺酮，是美国食品药品监督管理局批准的一种治疗产后抑郁症的药物）。

因此，细菌将皮质类固醇转化为孕激素可能会影响宿主的生理，特别是在怀孕和女性健康方面。