感染弓形蟲的小鼠喪失了對(duì)貓的恐懼,。圖片來(lái)源:Wendy Ingram/Adrienne Greene
本報(bào)訊 根據(jù)《科學(xué)公共圖書館—綜合》日前發(fā)表的一項(xiàng)研究成果,一種在全世界感染了1/3人類的寄生蟲具有永久改變小鼠大腦功能的能力,。
弓形蟲已知能夠消除嚙齒動(dòng)物對(duì)貓?zhí)焐目謶帧P碌难芯勘砻鳎幢阍诟腥編讉€(gè)月后——此時(shí)已經(jīng)不能在小鼠體內(nèi)檢驗(yàn)出寄生蟲了——這種影響依然存在。這就提出了一種可能性,,即微生物導(dǎo)致了大腦結(jié)構(gòu)的永久性變化,。
這種微生物是一種能夠感染大多數(shù)哺乳動(dòng)物和鳥類的單細(xì)胞病原體,,可以引發(fā)一種名為弓形蟲病的傳染病。但它對(duì)于嚙齒動(dòng)物的影響卻是獨(dú)一無(wú)二的:大多數(shù)老鼠會(huì)躲避貓的氣味,,而感染了弓形蟲的嚙齒動(dòng)物卻會(huì)被這種氣味所吸引,。
這被認(rèn)為是一種進(jìn)化適應(yīng),從而幫助這種寄生蟲完成其生命周期:弓形蟲只有在貓的腸道中才能夠進(jìn)行有性繁殖,,為了到達(dá)那里,,這種病原體的嚙齒動(dòng)物宿主則必須被吃掉,。
在人群中,相關(guān)研究將弓形蟲感染與行為改變及精神分裂癥聯(lián)系在一起,。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),,感染了這種寄生蟲的人群更容易發(fā)生交通事故;另一項(xiàng)研究則指出這些人對(duì)貓的氣味的反應(yīng)出現(xiàn)了變化,。與普通人群相比,,精神分裂癥患者更有可能被弓形蟲感染,而治療精神分裂癥的藥物可能在某種程度能夠抑制病原體的復(fù)制,。
精神分裂癥被認(rèn)為涉及神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺在大腦中的過(guò)量活動(dòng),。這為弓形蟲對(duì)行為的影響提供了一個(gè)可能的解釋:這種寄生蟲依靠在腦細(xì)胞中緩慢生長(zhǎng)的小囊形成了一種持續(xù)性感染。此舉能夠增加腦細(xì)胞的多巴胺生成,,而后者能夠顯著改變腦細(xì)胞的功能,。研究人員提出的其他大多數(shù)機(jī)制也依賴于小囊的存在。
對(duì)弓形蟲的研究主要使用了北美II型菌株,。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的分子細(xì)胞生物學(xué)家Wendy Ingram及其同事還調(diào)查了另外兩種主要菌株——I型和III型——對(duì)小鼠行為的影響,。他們發(fā)現(xiàn)在3周內(nèi)感染任何一種菌株都 會(huì)使小鼠喪失對(duì)貓的氣味的恐懼,這意味著行為轉(zhuǎn)變是弓形蟲感染的一個(gè)普遍特征,。
更令人感到驚訝的是感染4個(gè)月后的情況,。研究人員使用的I型病原體被加以基因改造,從而引發(fā)了有效的免疫響應(yīng),,使得小鼠能夠克服感染,。在4個(gè)月后,小鼠大腦中已經(jīng)無(wú)法檢測(cè)到病原體,,意味著所剩寄生蟲細(xì)胞不超過(guò)200 個(gè),。Ingram解釋說(shuō):“實(shí)際上,我們預(yù)計(jì)I型病原體不能夠形成小囊,,因此無(wú)法導(dǎo)致行為變化,。”
但事實(shí)并非如此:小鼠面對(duì)貓的氣味依然鎮(zhèn)定如初——就像它們?cè)谥?周所表現(xiàn)的那樣,。同樣來(lái)自伯克利分校的遺傳學(xué)家Michael Eisen表示:“很久以后我們已經(jīng)無(wú)法在動(dòng)物大腦中發(fā)現(xiàn)寄生蟲了,,但對(duì)小鼠的行為影響卻依然存在?!边@意味著行為變化可能緣于一種特殊的,、硬性的大腦結(jié)構(gòu)變化,而這種變化是在小囊形成之前產(chǎn)生的,,并且無(wú)法恢復(fù),。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)小囊或多巴胺導(dǎo)致弓形蟲感染的行為變化的理論提出了質(zhì)疑。
共同發(fā)現(xiàn)了弓形蟲在小鼠中的恐懼否定效應(yīng)的英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的寄生蟲流行病學(xué)家Joanne Webster提出了一種令人擔(dān)憂的可能,即如果弓形蟲導(dǎo)致的精神分裂癥的行為變化是確定的,,則打算以小囊為目標(biāo)的治療方法可能就沒有什么效果了,。但是她強(qiáng)調(diào),小鼠并非弓形蟲在人體中感染的最佳模型,,因?yàn)樗鼈兘?jīng)歷了更嚴(yán)重的癥狀和并發(fā)癥,。(趙熙熙)