Identification of gut microbiota associated with ectopic neurogenesis and development of a strategy for the treatment of neurological disorders

鉴定与异位神经发生相关的肠道微生物群并制定治疗神经系统疾病的策略

基本信息

批准号：
21H02808
负责人：
松田泰斗
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに、バルプロ酸(VPA)暴露マウス(妊娠12日-14日まで1日1回VPAを投与)を用いて、成体海馬における異所性ニューロン新生と有意に相関する腸内細菌を選定し、候補因子を無菌マウスへ投与することで、計画通り、異所性ニューロン新生を誘発する菌Xを同定することに成功していた。そこで、同定した菌Xに対応する単独抗菌薬を、VPA暴露マウスに投与することで、異所性ニューロン新生が抑制されるかどうか検討した。その結果、抗菌薬投与により、異所性ニューロン新生が抑制され、けいれん感受性亢進が軽減されるかことがわかった。また、メタボローム解析を実施し、腸内細菌性の異所性ニューロン新生を制御する候補因子の絞り込みを実施した。さらに、てんかんを合併するレット症候群のモデルマウスである、MeCP2遺伝子欠損マウスの腸内細菌叢の16S rRNA遺伝子解析を実施した。次世代シーケンサーから得られた16S rRNA遺伝子データを常在菌リファレンスゲノムデータベースにマッピングし、OTU (operational taxonomic unit) レベルでの菌種組成を定量的に求め、マウス間の比較解析 (UniFracやrandom forest等の統計処理並びに各OTUの単純組成比較解析) を行うことで、各群のマウス腸内細菌叢の菌種組成の違いに最も寄与するOTUsを特定した。これによりMeCP2遺伝子欠損マウスにおいて、変化する腸内細菌を同定することに成功した。

迄今为止，我们已经使用暴露于丙戊酸（VPA）的小鼠（VPA从怀孕第12天到第14天每天施用一次）来选择与成年海马异位神经发生显着相关的肠道细菌。通过给无菌小鼠注射候选因子，成功鉴定出 X 菌，它能诱导异位神经发生。因此，我们研究了是否可以通过向暴露于 VPA 的小鼠施用与已鉴定的细菌 X 相对应的单一抗生素来抑制异位神经发生。结果表明，抗生素的使用抑制了异位神经发生并减轻了癫痫发作的易感性增加。我们还进行了代谢组分析，以缩小控制肠杆菌异位神经发生的候选因素的范围。此外，我们对 MeCP2 基因缺陷小鼠的肠道菌群进行了 16S rRNA 基因分析，该小鼠是与癫痫相关的雷特综合征小鼠模型。将新一代测序仪获得的16S rRNA基因数据映射到本土细菌参考基因组数据库，定量确定OTU（操作分类单元）水平的细菌物种组成，并在小鼠（UniFrac和随机森林）之间进行比较分析确定了对每组小鼠肠道菌群细菌种类组成差异影响最大的 OTU。结果，他们成功鉴定了 MeCP2 基因缺陷小鼠体内发生变化的肠道细菌。