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使用母乳提高幼犬的策略，因此幼崽与父母的联系比其他生物更具联系，并且哺乳动物环境对幼犬的发育产生了更大的影响。此外，由于我们与无数肠道细菌一起进化，因此建议手淫环境的强大影响不仅对幼犬的发育有影响，而且对肠道微生物群也有影响。这项研究旨在通过澄清哺乳动物环境的变化如何影响肠道菌群的形成和幼崽的大脑发育来阐明哺乳动物的独特和有效发育模式。我们还进行了针对母乳的研究，这是手淫环境之一，肠道菌群的形成和儿童的脑发育以及母乳对脑发育的影响。在2021年，出生后的第10天，小鼠母乳成分的差异降低了与海马髓磷脂形成相关的基因的表达，并且发现通过肠道菌群发生这种降低。此外，代谢分析揭示了可能与髓鞘有关的代谢产物。除了到目前为止的结果外，在2022年，行为分析，脑基因表达分析和组织学分析是针对从出生到断奶的这种代谢产物的小鼠进行的，以及成熟后开始施用的小鼠。结果，发现从婴儿期到断奶的小鼠成熟后的行为发生了变化。然而，组织学分析表明，海马的髓鞘没有发现变化。另一方面，成熟后接受代谢物的小鼠没有行为变化。这些结果表明，有一个特定的时期，源自肠道菌群的代谢产物会影响脑功能。