越來越多文獻顯示腸道內的菌落不僅與肥胖、情緒、代謝等息息相關，許多心理上憂慮焦慮症狀也受到腸道細菌的影響。哈佛大學團隊為了釐清腸道菌落和胰島素抗性之間的關係， 藉由抗生素治療觀察飲食誘導造成肥胖小鼠的行為，並發現那些肥胖的小鼠有較高機率產生焦慮（anxiety）及憂鬱（depression）。研究團隊觀察發現腦區中的伏隔核（nucleus accumbens，與獎勵機制有關）和杏仁核（amygdala，與情緒反應和認知有關）中胰島素信號傳導減少和炎症增加有關。而當給予小鼠口服抗生素甲硝唑（metronidazole）治療厭氧菌或萬古黴素（vanomycin）治療格蘭氏陽性菌時，兩種抗生素能透過改變腸胃道菌落，進一步減低炎症，改善胰島素信號並且降低憂慮及焦慮等症狀。若以糞便移植將這些腸胃菌轉移到無菌小鼠內，這些特徵會出現接受糞便移植的無菌小鼠中。
研究人員也從飲食誘導肥胖的小鼠大腦中表現出胰島素抗性以及多種憂鬱，焦慮等行為。透過 dark-light test（基於對囓齒動物對明亮照射先天的厭惡測試小鼠的焦慮行為），埋珠實驗（marble burying，動物強迫性地掩埋彈珠的行爲來測試自閉症），以及陌生環境攝食實驗（novelty-suppressed feeding, NSF，基於囓齒動物厭惡在新環境中進食，測試動物在厭惡環境中接近和進食的時間來評估壓力引起的焦慮），結果都顯示高飲食肥胖的小鼠所產生焦慮與憂鬱等行為，比對照組以及服用抗生素組的小鼠高。
研究人員也用 16S rRNA 序列分析老鼠體內腸胃道細菌的分布與多樣性，發現高脂肪飲食組與正常飲食組其盲腸的菌落差異甚大。透過氣相色譜與質譜聯用分析了小鼠的 116 種代謝物水平，包括大多數主要的代謝物神經傳遞物質，像是腦源性神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）在伏隔核中的信號傳導被認為與抑鬱症有關，其水平在高脂肪飲食小鼠中高於其他正常以及抗生素組。
改變腸胃道微生物的多樣性的比例以及成分會誘導胰島素抗性，使胰島素分泌受到影響並且改變體內儲存葡萄糖平衡和免疫反應。透過抗生素治療能調節腸道微生物組群並減少胰島素抗性和炎症的發生。這也顯示腸道微生物對於肥胖、糖尿病、各種代謝疾病與心理層面上的影響。這不外乎與我們所選擇的飲食有著直接的關聯，或許下次購買大薯買一送一時再多考慮一下吧。
圖中顯示透過不同實驗來分析小鼠的焦慮憂鬱行為，受到高脂肪飲食所產生的焦慮行為能被抗生素所改善
C: chow 正常對照組 H: high fat diet 高脂肪飲食組 M: 高脂肪飲食加抗生素甲硝唑 V: 高脂肪飲食加抗生素萬古黴素
（Soto，2018）
參考文獻：
Soto, M., Herzog, C., Pacheco, J. A., Fujisaka, S., Bullock, K., Clish, C. B., & Kahn, C. R. (2018). Gut microbiota modulate neurobehavior through changes in brain insulin sensitivity and metabolism. Molecular psychiatry, 23(12), 2287.DOI:10.1038/s41380-018-0086-5
撰文｜Katherine Kao
審稿｜林偉強
