Elucidation of the effects of changes in the pup - mother environment on gut microbiota formation and myelination development

阐明幼仔-母体环境变化对肠道微生物群形成和髓鞘形成的影响

基本信息

批准号：
22KJ1226
负责人：
神邉淳
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1226/
关键词：
腸脳相関腸内細菌叢髄鞘メタボロミクス脳発達

项目摘要

哺乳類は母乳で仔を育てるという戦略を選択してきたため、他の生物に比べ親と仔の繋がりが強く、仔の発達において哺乳養育環境の影響が大きい。加えて、我々生物は無数の腸管内バクテリアと共に進化してきたため、哺乳養育環境の影響が強いことは仔の発達だけでなく、腸内細菌叢に対しても影響を及ぼしたことが示唆される。本研究は哺乳養育環境の変化が仔の腸内細菌叢形成、脳発達にどのように影響したかを明らかにすることで、哺乳類が独自にもつ効率的な発達様式を明らかにすることを目的とする。哺乳養育環境の一つである母乳と, 子の腸内細菌叢形成・脳発達, 更には母乳による腸内細菌叢形成が脳発達に与える影響についても着目し, 研究を実施してきた。令和３年度については生後10日目の仔マウスにおいて母乳成分の違いが海馬の髄鞘形成に関与する遺伝子の発現を低下、更にはこの髄鞘遺伝子発現の低下が腸内細菌叢を介して起こることがわかった。加えて、メタボロミクス解析によって髄鞘形成に関与しうる代謝産物を発見した。令和4年度はこれまでの結果に加え、この代謝産物を出生から離乳まで投与したマウス、成熟後から投与を開始したマウスそれぞれについて、行動の解析、脳の遺伝子発現解析、組織学的な解析を行った。その結果、乳児期から離乳まで投与したマウスは、成熟後の行動に変化が生じることがわかった。しかしながら、組織学的な解析によって海馬の髄鞘には変化が見られないことがわかった。一方で、成熟後から代謝産物を投与したマウスは行動の変化が見られなかった。これらのことより、腸内細菌叢由来の代謝産物が脳機能に影響を及ぼす期間には特定の時期があることが示唆された。

由于哺乳动物选择了用母乳喂养幼崽的策略，因此父母与幼崽之间的联系比其他生物体更牢固，母乳喂养环境对其幼崽的发育有很大影响。此外，由于我们与无数肠道细菌一起进化，因此哺乳环境的强烈影响不仅会影响后代的发育，还会影响肠道菌群。本研究的目的是通过阐明哺乳环境的变化如何影响后代的肠道微生物群形成和大脑发育，来阐明哺乳动物特有的高效发育模式。我们的研究重点是作为母乳喂养环境之一的母乳，以及儿童肠道菌群的形成和大脑发育，以及母乳引起的肠道菌群形成对大脑发育的影响。 2021年，出生后第10天的幼鼠母乳成分的差异导致海马中参与髓磷脂形成的基因表达减少，而且我知道这种髓磷脂基因表达的减少是由肠道菌群介导的。此外，代谢组学分析揭示了可能参与髓鞘形成的代谢物。 2020财年，除了迄今为止获得的结果外，我们还将对从出生到断奶期间接受该代谢物治疗的小鼠以及成熟后接受给药的小鼠进行行为分析、脑基因表达分析和组织学分析。结果表明，从婴儿期到断奶期间接受该药物治疗的小鼠在成熟后表现出行为变化。然而，组织学分析显示海马髓鞘没有变化。另一方面，在成熟后接受代谢物处理的小鼠中没有观察到行为变化。这些结果表明，在一个特定的时期内，肠道菌群产生的代谢物会影响大脑功能。