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

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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。