Mapping the Influence of the Gut Microbiota on Small Molecules across the Microbiome Gut Brain Axis.
Mapping the Influence of the Gut Microbiota on Small Molecules across the Microbiome Gut Brain Axis.
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DOI：
10.1021/jasms.1c00298
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发表时间：
2022-04-06
影响因子：
3.2
通讯作者：
Wall, Daniel M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hulme, Heather;Meikle, Lynsey M.;Strittmatter, Nicole;Swales, John;Hamm, Gregory;Brown, Sheila L.;Milling, Simon;MacDonald, Andrew S.;Goodwin, Richard J. A.;Burchmore, Richard;Wall, Daniel M.
微生物通过神经递质的产生、宿主免疫调节剂的诱导或者其他微生物或宿主分子的释放或诱导来对微生物组-肠-脑轴产生影响。在这里，我们使用质谱成像 (MSI)（一种无标记成像工具）来绘制无菌、抗生素处理小鼠和对照小鼠肠道和大脑中的分子变化。我们确定了神经递质及其前体对微生物组的空间分布和相对定量。使用非靶向 MSI，我们检测到与对照组相比，无菌动物大脑中四种已识别小分子的水平发生了显着变化。然而，治疗 1 周后，抗生素治疗并未引起大脑中这些相同代谢物的显着变化。这项工作例证了 MSI 作为研究已知和发现新型微生物组-肠-脑轴通讯介质的工具的实用性。
Microbes exert influence across the microbiome–gut–brain axis through neurotransmitter production, induction of host immunomodulators, or the release or induction of other microbial or host molecules. Here, we used mass spectrometry imaging (MSI), a label-free imaging tool, to map molecular changes in the gut and brain in germ-free, antibiotic-treated and control mice. We determined spatial distribution and relative quantification of neurotransmitters and their precursors in response to the microbiome. Using untargeted MSI, we detected a significant change in the levels of four identified small molecules in the brains of germ-free animals compared to controls. However, antibiotic treatment induced no significant changes in these same metabolites in the brain after 1 week of treatment. This work exemplifies the utility of MSI as a tool for the study of known and discovery of novel, mediators of microbiome-gut-brain axis communication.
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