腸に由来するメタボリットはマウスの脳活動と不安の行動を変化させます

科学分野:

• 神経科学
• 微生物学
• メタボロミクス

背景:

• 腸内微生物群は 代謝物質を通して 脳の機能や行動に影響します
• 腸と脳の相互作用のメカニズムは完全に理解されていません.
• 微生物の代謝物質である4-エチルフェニル硫酸 (4EPS) は以前,神経発達障害のモデルで上昇していた.

研究 の 目的:

• 腸に由来する分子が 脳の発達と行動に どう影響するか調べるため
• 4EPSを生成する微生物の経路を特定する.
• 4EPSが脳機能,骨髄形成,行動に及ぼす影響を調べる

主な方法:

• タイロシンを4-エチルフェノール (4EP) に変換する腸内微生物の遺伝子を特定した.
• ネズミで4EPSを生成する 遺伝子組み換え細菌
• 4EPSを投与し,脳活動,遺伝子発現,オリゴデンドロサイト機能を分析した.
• マウスのミエリン化と不安のような行動を評価した.

主要な成果:

• 4EPSはマウスの脳に侵入します
• 4EPSは脳の活動と機能的接続性を変化させた.
• 4EPSはオリゴデンドロ細胞の成熟を阻害し,オリゴデンドロ細胞とニューロンの相互作用を減少させた.
• 4EPSにさらされたマウスは 骨髄形成の減少と不安のような行動を示した.

結論:

• 4EPSは脳の骨髄形成と行動に 直接影響を及ぼします
• オリゴデンドロサイト機能は腸由来分子にとって重要な標的である.
• この研究は,微生物代謝物とミエリン可塑性を含む新しい腸-脳軸のメカニズムを明らかにしています.