果蠅立大功!找出失智新突破口 證實腸道菌影響記憶力

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果蠅立大功!國內關於記憶力的學術研究有了突破性成果,由恩主公醫院教研部范守仁主任,以及台灣大學醫學院腦與心智科學研究所王培育所長,共同指導團隊的最新研究登上國際頂尖期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS),發現腸道菌不僅影響腸胃健康,更與「記憶力」息息相關,而研究的契機正是來自於果蠅。

國內研究團隊從果蠅身上找出突破失智症的方法。(示意圖/Pixabay)
國內研究團隊從果蠅身上找出突破失智症的方法。(示意圖/Pixabay)

在自然界中,寄生蜂是果蠅幼蟲的頭號天敵。研究團隊模擬這種生存威脅,發現當母果蠅親眼目睹寄生蜂時,會產生「痛苦記憶」,接下來數天大幅減少產卵,以尋找更安全的環境,保護下一代。這種「因恐懼而停止產卵」的行為,正是果蠅長期趨避記憶的展現。

當研究人員利用抗生素或無菌培養方式,清除果蠅腸道中的共生菌後,果蠅雖然在當下仍會因寄生蜂出現而短暫受到驚嚇,但隔天就恢復正常產卵,無法維持長期記憶。台大腦心所王培育所長指出,「它明確指出了腸道菌對於宿主形成特定記憶的必要性。這就像一支軍隊,腸道菌就是後勤補給官,一旦補給斷了,前線大腦的記憶部隊就無法持續作戰。」

為了找出是哪些腸道菌在其中扮演關鍵角色? 團隊進一步移植菌群,證實當無菌果蠅補充益生菌後,記憶力得以恢復。特別是「植物乳桿菌」(Lactobacillus plantarum, LP菌),能讓果蠅的記憶重啟;若再搭配「果實醋酸桿菌」(Acetobacter pomorum, AP菌),效果更顯著且持久。研究結果顯示,了不同菌株之間的協同作用,能為大腦記憶功能帶來一加一大於二的效果。

研究團隊發現,腸道菌其實會透過「養分」來和大腦對話。當果蠅失去腸道菌後,體液中的胺基酸濃度大幅下降,而胺基酸正是大腦維持運作與記憶不可或缺的養分。恩主公醫院范守仁主任形容,腸道菌就像一座「營養工廠」,持續將食物轉換成大腦所需的原料;一旦工廠停工,大腦因缺乏養分就難以維持記憶功能。

失智症人口逐漸增多,醫界不停找尋解決方法。(示意圖/Pixabay)
失智症人口逐漸增多,醫界不停找尋解決方法。(示意圖/Pixabay)

為了驗證這一點,研究團隊在「沒有腸道菌的果蠅」飼料中直接添加支鏈胺基酸(BCAAs),結果成功讓牠們恢復記憶力。這項實驗證明,胺基酸正是腸道菌和大腦之間的關鍵「信使」,進一步揭示了腸道健康對腦部功能的重要性。

這項研究描繪出完整的「腸道菌、胺基酸、TOR訊息通路、記憶」鏈結,TOR 路徑(細胞內負責感應營養與能量、像「總開關」一樣控制細胞生長與修復的關鍵訊號通道),一旦出現異常,就可能影響大腦與記憶功能。

恩主公醫院教研部主任范守仁補充:「阿茲海默症、憂鬱症等疾病皆與腸道菌失衡及TOR路徑異常有關。我們的研究提供了新視角,未來或許能透過調整腸道菌組成或補充特定營養素,作為延緩或改善認知衰退的輔助策略。」

這項由台灣本土團隊主導的成果,不僅展現基礎科學研究的力量,更象徵從微小果蠅的生命經驗,能照見人類健康的奧祕。研究提醒人們,照顧腸道健康,不只是保護腸胃,更可能是守護記憶與大腦的第一道防線。

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