腸内細菌由来の代謝産物がマウスの脳活動と不安行動を変化させる
A gut-derived metabolite alters brain activity and anxiety behavior in mice
動物の行動は、環境からの感覚入力と分子入力が統合されて形成される。環境分子への主要な暴露部位は消化管であり、食事成分は微生物叢によって化学的に変換され、腸由来の代謝産物は脳を含むすべての器官に拡散される。マウスでは、腸内細菌叢は行動に影響を与え、腸と脳における神経伝達物質産生を調節し、脳の発達と髄鞘形成パターンに影響を与える。腸と脳の相互作用を媒介する機構は、体液性または神経性の結合が広く関与しているが、まだ十分に定義されていない。我々は以前、非定型神経発達モデルマウスにおいて、微生物代謝産物である4-エチルフェニル硫酸（4EPS）のレベルが上昇していることを報告した。ここでは、食事性チロシンの4-エチルフェノール（4EP）への変換を仲介する生合成遺伝子を腸内細菌から同定し、マウスで4EPSを選択的に生産するように腸内細菌を生物工学的に改変しました。4EPSは脳に入り、領域特異的な活動や機能的結合の変化と関連していた。また、4EPSはマウスのオリゴデンドロサイトの成熟を阻害し、生体外脳培養におけるオリゴデンドロサイトとニューロンの相互作用を減少させた。4EP産生菌に汚染されたマウスは、神経細胞軸索の髄鞘形成が低下していることを示した。脳内の髄鞘形成の動態の変化は、行動学的な結果と関連している。そこで、4EPSに暴露したマウスは不安様行動を呈し、オリゴデンドロサイトの分化を促進する薬物治療により、4EPSの行動への影響が抑制されることを確認しました。これらの結果から、腸管由来の分子が脳のオリゴデンドロサイトの機能とミエリンのパターニングに影響を与えることで、マウスの複雑な行動に影響を与えることが明らかになりました。
|
著者名 |
Needham B D, Funabashi M, Adame M D, et al. |
|
文献名 |
Nature, 2022, 602(7898): 647-653. |
|
URL |
