第1061章 水落石出,令人惊骇的意外发现!
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毕竟小鼠有可能会抓挠,因而针对小鼠的vns中,电极直接接触神经干、以确保刺激效率。
最后,通过双光子实时成像采集egfp强度。
而量化指标,胆碱能神经元激活率看egfp和区域荧光强度变化;黏液分泌看tdtomato与囊泡出胞速率……
最终,得出结论:vns组,刺激后十分钟,肠神经丛egfp强度暴涨三倍,意味着胆碱能神经元被vns手术激活。
同时,杯状细胞tdtomato信号爆发,黏液分泌速率提升四倍!
而相比之下,假手术组,则没有这些变化。
阿托品组由于有拮抗剂的存在,上述效应完全被阻断。
至此,足以证明vns通过胆碱能通路促粘液分泌!
“接着就是vns驱动阿克曼菌特异性定植了……”
此时,众人的心里更加紧张。
这是重中之重。
也是决定一切的关键!
如果能证明vns可以增加阿克曼菌,这次的实验,就成功了一大半!
相反,若是得到相反的结果,恐怕之前的所有猜想都没有意义了。
“这次用的是什么小鼠?”
众人看向许秋。
许秋给出了介绍:“人源化菌群小鼠。
“具体来说,是无菌C57B-L/6小鼠灌胃健康人粪便菌液,其中含0.001%阿克曼菌。”
这等于是为此次试验量身定做的小鼠。
若非这里是协和,各种实验动物模型都能找到,可能仅仅是培育,就要数周的时间!
这也就是大平台的优势了。
换做是在临医,恐怕根本没法提供所需的各种实验动物!
许秋即便想要验证,可能也要当场自己选育、培养对应的小鼠,等真正做实验的时候可能已经是数个月之后的事情了。
而除开实验动物,此次所用的菌群追踪技术也尤为关键。
许秋在考察了协和研究所这边拥有的设备后,最终选定了fish时空定位。
探针,选取的是Akk-405。
阿克曼菌-16s-rrnA-Cy5标记探针。
黏液层定位,则是wgA-Alexa488标记黏蛋白。
相比之下,成像方案就非常简单粗暴了。
直接麻醉下、经钢门插入共聚焦纤维内镜,动态拍摄回肠末端,直接观察菌群。
“这套方案也堪称完美了。”
此时,了解到许秋的具体实验规划后,莫雷蒂等人都啧啧称奇。
实验室普遍的手法,是16s测序。
但,16s测序缺点不少。
它只能反映菌群总量变化、无法区分活菌死菌,而且采样的过程中难免会破坏肠道结构。
这种破坏,对于讲究严格对照实验的科研项目来说,是很严重的不确定性因素。
而许秋选用的fish活体成像,却避开了这三个缺点,甚至将其转化为了优点。
首先,它可以实时观测菌-黏液空间的关系,不再机械式地只能查看菌群总量,而是能综合分析!
此外由于有rrnA探针的存在,它能做到知检测活菌,这也是它被称为“fish活体成像”的关键!
最后一点,则是能够无创动态追踪同一部位,可以完美地查看任何区域在任何时候的所有变化!
而在这堪称完美的实验设计之下,结果很快出炉。
最终发现——vns组,红色的阿克曼菌迅速聚集在绿色的黏液层深部。
菌密度达到了足足八倍!
而假手术组,也即对照组,细菌却依旧随机分散于肠腔,没有出现任何菌群的富集现象。
这让众人感到无比振奋!
“在vns的作用下,阿克曼菌真的聚集在一块了!”
“而且短短十几分钟内,菌群密度就已经达到了八倍,若是一个小时、十个小时,恐怕八十倍、八百倍都问题不大!”
菌群的繁殖与生长,呈现指数级生长。
一个变两个,两个变四个……越到后面,数量越爆炸,差距也越大。
当然,真实的人体环境中,不可能存在无限制的暴涨。
彭月娇体内的一千倍,或许就已经是她的肠道环境所能容纳的极限了。
总之,眼下的实验已然证明,vns确实能够特异性地增加阿克曼菌!
“还有最后一点!”
此时,众人都亢奋起来。
这一步,就需要用到基因编辑动物了。
其一是杯状细胞特异性敲除鼠,敲除了肠上皮muc2。
即,剥夺黏液。
这是用来证明,黏液是阿克曼菌增值的必要条件。
其二则是胆碱能神经元激活鼠,即hm3dq-dreAdd转基因鼠、注射Cno激活神经元……
很快,实验开始。
首先是剥夺黏液!
针对muc2敲除小鼠,进行vns手术,最后观察到,阿克曼菌并没有增加!
这意味着,黏液是阿克曼菌增值的必要条件。
随后,再造胆碱能通路!
向muc2敲除鼠肠壁注射AA-v9-syn-muc2,此为特异性在神经元表达黏液素。
随后再进行vns手术。
结果发现,阿克曼菌恢复定植,菌密度足足达到了百分之七,远超正常肠道生态的比例。
而这个实验代表,神经信号通过调控黏液影响菌群!
毕竟,没有黏液,阿克曼菌没反应。
而vns手术后改变神经信号,使得肠道分泌粘液,阿克曼菌则随之卷土重来。
此时,很多人恍然大悟。
“我之前还纳闷,vns手术到底怎么影响阿克曼菌的……原来是从黏液入手!”
“也就是说,vns手术让患者机体释放了神经信号,这种神经信号使得肠道黏液增加,而赖以为生的阿克曼菌,随着肠道黏液的增加,也大量繁衍!”
此刻所有人都无比振奋。
这一机制,至此算是彻底明朗了!
而许秋,也在此时写出了这条反馈机制的全部流程。
与他之前的猜测一模一样……
vns增加肠道嗜黏蛋白阿克曼菌丰度→阿克曼菌促进短链脂肪酸产生→短链脂肪酸增强血脑屏障完整性→最终减少神经炎症。
这将是一个颠覆性的新发现!
此刻,所有人都眼热。
谁能够想到,这个轰动性的发现竟然仅仅是由于“病人离谱的恢复速度”?
当时,众人并没有在意这一点。
反而觉得,恢复得快是好事。
没什么值得去深究的。
但许秋却不同。
他看见未知,就要去探究一个明白。
而也是在这种刨根问底的学者精神,让他发现了这细微处的异常,从而顺藤摸瓜,找到了这条崭新的肠-脑轴通路!
“vns先修复肠道的生态。
“随后,通过影响肠道内黏液的分布,带动阿克曼菌的富集。
“最后通过阿克曼菌生产的乙酸盐、转变为血清丁酸盐,最终修补血脑屏障、同时还能发挥抗炎作用!”
许秋给出这最终的结论。
这次,脉络终于彻底清晰!
而众人眸子里难掩惊骇的色彩。
这个机制看似简单。
然而,让他们尝试回顾短短几个小时内的一切,却震惊地发现……许秋对神经学、免疫学的理解,已经达到了匪夷所思的地步!
这看似平常的每一个“显然可得”,事实上都是经过许秋堪称天衣无缝的实验设计,最终排除!
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最后,通过双光子实时成像采集egfp强度。
而量化指标,胆碱能神经元激活率看egfp和区域荧光强度变化;黏液分泌看tdtomato与囊泡出胞速率……
最终,得出结论:vns组,刺激后十分钟,肠神经丛egfp强度暴涨三倍,意味着胆碱能神经元被vns手术激活。
同时,杯状细胞tdtomato信号爆发,黏液分泌速率提升四倍!
而相比之下,假手术组,则没有这些变化。
阿托品组由于有拮抗剂的存在,上述效应完全被阻断。
至此,足以证明vns通过胆碱能通路促粘液分泌!
“接着就是vns驱动阿克曼菌特异性定植了……”
此时,众人的心里更加紧张。
这是重中之重。
也是决定一切的关键!
如果能证明vns可以增加阿克曼菌,这次的实验,就成功了一大半!
相反,若是得到相反的结果,恐怕之前的所有猜想都没有意义了。
“这次用的是什么小鼠?”
众人看向许秋。
许秋给出了介绍:“人源化菌群小鼠。
“具体来说,是无菌C57B-L/6小鼠灌胃健康人粪便菌液,其中含0.001%阿克曼菌。”
这等于是为此次试验量身定做的小鼠。
若非这里是协和,各种实验动物模型都能找到,可能仅仅是培育,就要数周的时间!
这也就是大平台的优势了。
换做是在临医,恐怕根本没法提供所需的各种实验动物!
许秋即便想要验证,可能也要当场自己选育、培养对应的小鼠,等真正做实验的时候可能已经是数个月之后的事情了。
而除开实验动物,此次所用的菌群追踪技术也尤为关键。
许秋在考察了协和研究所这边拥有的设备后,最终选定了fish时空定位。
探针,选取的是Akk-405。
阿克曼菌-16s-rrnA-Cy5标记探针。
黏液层定位,则是wgA-Alexa488标记黏蛋白。
相比之下,成像方案就非常简单粗暴了。
直接麻醉下、经钢门插入共聚焦纤维内镜,动态拍摄回肠末端,直接观察菌群。
“这套方案也堪称完美了。”
此时,了解到许秋的具体实验规划后,莫雷蒂等人都啧啧称奇。
实验室普遍的手法,是16s测序。
但,16s测序缺点不少。
它只能反映菌群总量变化、无法区分活菌死菌,而且采样的过程中难免会破坏肠道结构。
这种破坏,对于讲究严格对照实验的科研项目来说,是很严重的不确定性因素。
而许秋选用的fish活体成像,却避开了这三个缺点,甚至将其转化为了优点。
首先,它可以实时观测菌-黏液空间的关系,不再机械式地只能查看菌群总量,而是能综合分析!
此外由于有rrnA探针的存在,它能做到知检测活菌,这也是它被称为“fish活体成像”的关键!
最后一点,则是能够无创动态追踪同一部位,可以完美地查看任何区域在任何时候的所有变化!
而在这堪称完美的实验设计之下,结果很快出炉。
最终发现——vns组,红色的阿克曼菌迅速聚集在绿色的黏液层深部。
菌密度达到了足足八倍!
而假手术组,也即对照组,细菌却依旧随机分散于肠腔,没有出现任何菌群的富集现象。
这让众人感到无比振奋!
“在vns的作用下,阿克曼菌真的聚集在一块了!”
“而且短短十几分钟内,菌群密度就已经达到了八倍,若是一个小时、十个小时,恐怕八十倍、八百倍都问题不大!”
菌群的繁殖与生长,呈现指数级生长。
一个变两个,两个变四个……越到后面,数量越爆炸,差距也越大。
当然,真实的人体环境中,不可能存在无限制的暴涨。
彭月娇体内的一千倍,或许就已经是她的肠道环境所能容纳的极限了。
总之,眼下的实验已然证明,vns确实能够特异性地增加阿克曼菌!
“还有最后一点!”
此时,众人都亢奋起来。
这一步,就需要用到基因编辑动物了。
其一是杯状细胞特异性敲除鼠,敲除了肠上皮muc2。
即,剥夺黏液。
这是用来证明,黏液是阿克曼菌增值的必要条件。
其二则是胆碱能神经元激活鼠,即hm3dq-dreAdd转基因鼠、注射Cno激活神经元……
很快,实验开始。
首先是剥夺黏液!
针对muc2敲除小鼠,进行vns手术,最后观察到,阿克曼菌并没有增加!
这意味着,黏液是阿克曼菌增值的必要条件。
随后,再造胆碱能通路!
向muc2敲除鼠肠壁注射AA-v9-syn-muc2,此为特异性在神经元表达黏液素。
随后再进行vns手术。
结果发现,阿克曼菌恢复定植,菌密度足足达到了百分之七,远超正常肠道生态的比例。
而这个实验代表,神经信号通过调控黏液影响菌群!
毕竟,没有黏液,阿克曼菌没反应。
而vns手术后改变神经信号,使得肠道分泌粘液,阿克曼菌则随之卷土重来。
此时,很多人恍然大悟。
“我之前还纳闷,vns手术到底怎么影响阿克曼菌的……原来是从黏液入手!”
“也就是说,vns手术让患者机体释放了神经信号,这种神经信号使得肠道黏液增加,而赖以为生的阿克曼菌,随着肠道黏液的增加,也大量繁衍!”
此刻所有人都无比振奋。
这一机制,至此算是彻底明朗了!
而许秋,也在此时写出了这条反馈机制的全部流程。
与他之前的猜测一模一样……
vns增加肠道嗜黏蛋白阿克曼菌丰度→阿克曼菌促进短链脂肪酸产生→短链脂肪酸增强血脑屏障完整性→最终减少神经炎症。
这将是一个颠覆性的新发现!
此刻,所有人都眼热。
谁能够想到,这个轰动性的发现竟然仅仅是由于“病人离谱的恢复速度”?
当时,众人并没有在意这一点。
反而觉得,恢复得快是好事。
没什么值得去深究的。
但许秋却不同。
他看见未知,就要去探究一个明白。
而也是在这种刨根问底的学者精神,让他发现了这细微处的异常,从而顺藤摸瓜,找到了这条崭新的肠-脑轴通路!
“vns先修复肠道的生态。
“随后,通过影响肠道内黏液的分布,带动阿克曼菌的富集。
“最后通过阿克曼菌生产的乙酸盐、转变为血清丁酸盐,最终修补血脑屏障、同时还能发挥抗炎作用!”
许秋给出这最终的结论。
这次,脉络终于彻底清晰!
而众人眸子里难掩惊骇的色彩。
这个机制看似简单。
然而,让他们尝试回顾短短几个小时内的一切,却震惊地发现……许秋对神经学、免疫学的理解,已经达到了匪夷所思的地步!
这看似平常的每一个“显然可得”,事实上都是经过许秋堪称天衣无缝的实验设计,最终排除!
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