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弓形虫或通过改变脑结构永久影响动物行为

发布时间:2021-01-05 11:49:45 阅读: 来源:堆高车厂家

弓形虫或通过改变脑结构永久影响动物行为

感染弓形虫的小鼠丧失了对猫的恐惧。图片来源:WendyIngram/AdrienneGreene

本报讯根据《科学公共图书馆—综合》日前发表的一项研究成果,一种在全世界感染了1/3人类的寄生虫具有永久改变小鼠大脑功能的能力。 弓形虫已知能够消除啮齿动物对猫天生的恐惧。新的研究表明,即便在感染几个月后——此时已经不能在小鼠体内检验出寄生虫了——这种影响依然存在。这就提出了一种可能性,即微生物导致了大脑结构的永久性变化。 这种微生物是一种能够感染大多数哺乳动物和鸟类的单细胞病原体,可以引发一种名为弓形虫病的传染病。但它对于啮齿动物的影响却是独一无二的:大多数老鼠会躲避猫的气味,而感染了弓形虫的啮齿动物却会被这种气味所吸引。 这被认为是一种进化适应,从而帮助这种寄生虫完成其生命周期:弓形虫只有在猫的肠道中才能够进行有性繁殖,为了到达那里,这种病原体的啮齿动物宿主则必须被吃掉。 在人群中,相关研究将弓形虫感染与行为改变及精神分裂症联系在一起。一项研究发现,感染了这种寄生虫的人群更容易发生交通事故;另一项研究则指出这些人对猫的气味的反应出现了变化。与普通人群相比,精神分裂症患者更有可能被弓形虫感染,而治疗精神分裂症的药物可能在某种程度能够抑制病原体的复制。 精神分裂症被认为涉及神经递质多巴胺在大脑中的过量活动。这为弓形虫对行为的影响提供了一个可能的解释:这种寄生虫依靠在脑细胞中缓慢生长的小囊形成了一种持续性感染。此举能够增加脑细胞的多巴胺生成,而后者能够显著改变脑细胞的功能。研究人员提出的其他大多数机制也依赖于小囊的存在。 对弓形虫的研究主要使用了北美II型菌株。美国加利福尼亚大学伯克利分校的分子细胞生物学家WendyIngram及其同事还调查了另外两种主要菌株——I型和III型——对小鼠行为的影响。他们发现在3周内感染任何一种菌株都会使小鼠丧失对猫的气味的恐惧,这意味着行为转变是弓形虫感染的一个普遍特征。 更令人感到惊讶的是感染4个月后的情况。研究人员使用的I型病原体被加以基因改造,从而引发了有效的免疫响应,使得小鼠能够克服感染。在4个月后,小鼠大脑中已经无法检测到病原体,意味着所剩寄生虫细胞不超过200个。Ingram解释说:“实际上,我们预计I型病原体不能够形成小囊,因此无法导致行为变化。” 但事实并非如此:小鼠面对猫的气味依然镇定如初——就像它们在之前3周所表现的那样。同样来自伯克利分校的遗传学家MichaelEisen表示:“很久以后我们已经无法在动物大脑中发现寄生虫了,但对小鼠的行为影响却依然存在。”这意味着行为变化可能缘于一种特殊的、硬性的大脑结构变化,而这种变化是在小囊形成之前产生的,并且无法恢复。这一发现对小囊或多巴胺导致弓形虫感染的行为变化的理论提出了质疑。 共同发现了弓形虫在小鼠中的恐惧否定效应的英国帝国理工学院的寄生虫流行病学家JoanneWebster提出了一种令人担忧的可能,即如果弓形虫导致的精神分裂症的行为变化是确定的,则打算以小囊为目标的治疗方法可能就没有什么效果了。但是她强调,小鼠并非弓形虫在人体中感染的最佳模型,因为它们经历了更严重的症状和并发症。(赵熙熙)

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