Nature:肠道微生物代谢产物可影响大脑活动 引起焦虑行为！

来源：原创网站2022-03-24 16:12

动物的行为受到环境中各种感官和分子因素的影响。胃肠道是受环境分子影响的主要部分。在这里，膳食成分被微生物群落化学转化，来自肠道的代谢产物扩散到包括大脑在内的所有器官。先前的研究表明，在小鼠中，肠道微生物群落影响行为，调节肠道和大脑中的神经递质产生，并影响大脑发育和髓鞘形成模式。目前，虽然介导的肠脑相互作用在体液或神经元的连接中起着重要作用，但其相互作用机制尚不清楚。

动物的行为受到环境中各种感官和分子因素的影响。胃肠道是受环境分子影响的主要部分。在这里，膳食成分被微生物群落化学转化，来自肠道的代谢产物扩散到包括大脑在内的所有器官。先前的研究表明，在小鼠中，肠道微生物群落影响行为，调节肠道和大脑中的神经递质产生，并影响大脑发育和髓鞘形成模式。目前，虽然介导的肠脑相互作用在体液或神经元的连接中起着重要作用，但其相互作用机制尚不清楚。加州理工学院生物与生物工程系的学者在非典型神经发育的小鼠模型中检测到微生物代谢产物4-乙基苯基硫酸酯(4EPS)的增加，他们进一步研究了这种肠道微生物代谢产物对大脑活动的影响。相关研究成果发表在《自然》杂志上，标题为“一种肠源性金属改变剂对小鼠大脑活动和焦虑行为的影响”。

在这项研究中，研究人员确定了从肠道微生物中介导饮食酪氨酸转化为4-乙基苯酚(4EP)的生物合成基因，以及生物工程肠道细菌选择性产生4EPS的基因。他们使用缺乏微生物群落的无菌(GF)小鼠，并在不同的GF小鼠群体中建立了两种工程菌株，以构建4EP或4EP-小鼠。通过建立简化的动物模型，再现了暴露于肠道微生物代谢产物的行为改变的自然路径。为了研究4EP(S)对小鼠大脑的影响，学者们进行了功能超声成像(fUSi)——，这是一种测量静息时脑血容量变化的体内方法，以评估功能连接性。发现4EPS进入大脑，4EPS的增加与小鼠大脑不同区域之间的功能联系异常有关。

由于4EP产生菌的定植，脑的功能联系和局部激活将发生变化。

为了研究4EP(S)对大脑的分子效应，他们对4EP和4EP-小鼠的6个脑区的mRNA进行了测序，结果显示脑区的转录组紧密聚集。基因表达的特点揭示了大脑少突胶质细胞的功能变化。通过体外脑培养的研究和分析，发现4EPS破坏了小鼠少突胶质细胞的成熟，减少了少突胶质细胞与神经元的相互作用。小鼠被产4EP细菌建群，显示神经元轴突的髓鞘形成减少。大脑中髓鞘形成动力学的变化与行为结果有关。因此，研究人员观察到，暴露于4EPS的小鼠表现出焦虑样行为，而促进少突胶质细胞分化的药物治疗阻止了4EPS的行为效应。

这些发现表明，来自肠道的分子通过影响大脑中少突胶质细胞和髓鞘模式的功能来影响小鼠的复杂行为。(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：Needham，B.D .Funabashi，m .Adame，M.D .等，《源自Agut的金属离子改变小鼠的大脑活动和焦虑行为》。自然602，647653(2022)。

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