一个肠道获得的代谢产物改变鼠的脑活动和焦虑行为

医脉通 2022.02.22

牟壮博

济南市第三人民医院

一个肠道获得的代谢产物改变鼠的脑活动和焦虑行为

A gut-derived metabolite alters brain activity and anxiety behaviour in mice

感知和环境输入分子的整合影响动物的行为。一个暴露于环境分子的主要地点是胃肠道，在此，食物成分被微生物群化学转化，肠道获得的代谢产物分散到所有器官，包括脑。在鼠，肠道微生物群影响行为，调节肠和脑神经递质的产生，并且影响脑发育和髓鞘模式。调节肠脑相互作用的机制还不明确，虽然牵涉到广泛的体液和神经联系。这组科学家先前报道过微生物代谢产物4-乙基苯基硫酸盐（4EPS）水平在神经发育异常鼠模型升高。在此，他们确认了调节食物酪氨酸转化成4EP的来自肠道微生物群的生物合成基因，并且用基因工程方法改造肠道细菌选择性生产4EPS，在鼠。4EPS进入脑并且与区域-特异性活性和功能联系性改变相关。基因表达印迹显示脑内少突细胞功能改变，并且4EPS妨碍鼠少突细胞成熟，降低体外培养脑组织少突细胞-神经元相互作用。生产4EP细菌感染的鼠显示神经轴突髓鞘减少。脑内髓鞘发生变化与行为结果相关。相应的，他们观察到暴露于4EPS的鼠展示焦虑样行为，用促进少突细胞分化的药物治疗后能预防4EPS的行为效应。这些发现揭示一个肠道获得的分子影响鼠复杂的行为，通过影响少突细胞功能和脑内髓鞘模式实现。