腸内微生物群の改造は,産前VPAにさらされたC57BL/6マウスの子孫の腸内微生物群-脳軸経由で神経炎症と認知機能障害を悪化させる

科学分野:

• 神経科学
• 微生物学
• 発達生物学

背景:

• 産前ヴァルプロ酸 (VPA) 曝露は,自閉症スペクトル障害 (ASD) 類似の現象の既知の危険因子である.
• VPA に曝露した子孫の神経発達障害と腸内微生物の不活性化を結びつける正確なメカニズムは完全に理解されていません.
• 微生物群-腸-脳軸は 神経炎症と認知障害の媒介者として 認識されつつある.

研究 の 目的:

• 産前VPA暴露が腸内微生物の組成をどのように変化させるかを調査する.
• 神経炎症反応と認知機能に対するVPA曝露の影響を調べる
• マウスモデルでVPA誘発のASDのようなフェノタイプにおける微生物群-腸-脳軸の役割を明らかにする.

主な方法:

• C57BL/6 産前VPAまたは対照条件に曝されたマウスの子孫は,行動テスト (オープンフィールド,社会的相互作用,大理石埋葬,モリスの水迷路) を受けました.
• 神経炎症マーカー (サイトカイン,マイクログリア活性化),酸化ストレスマーカー,腸内微生物群の構成 (16S rRNA配列) を分析した.
• 機能的な微生物経路は,PICRUSt2とKEGGデータベースを使用して予測されました.

主要な成果:

• VPAに曝されたマウスは 社会的欠陥,繰り返しの行動,空間記憶障害を含む ASDのような行動を示した.
• 神経炎症は,抗酸化能力の低下とともに,炎症誘発性サイトカインとマイクログリア活性化の増加で明らかでした.
• 腸内微生物の乱生は,特定の種 (例えば,バクテロイドの減少,クロストリディアの増加) と短鎖脂肪酸 (SCFA) を生成するバクテリアの減少によって特徴付けられました.

結論:

• 産前VPA暴露は腸内微生物群を再構成し 腸内微生物群-脳軸の神経炎症と認知機能障害を悪化させます
• この研究では,腸内障害 (分類学および代謝) とASDのような病理生理学との関連が示されています.
• 微生物群を標的とした介入は,神経発達障害の治療の可能性を秘めています.