腸道來源的代謝物會改變小鼠的大腦活動和焦慮行為

來自環(huán)境的感覺和分子輸入的整合塑造了動物的行為。暴露于環(huán)境分子的主要場所是胃腸道，在胃腸道中，飲食成分被微生物群化學(xué)轉(zhuǎn)化，腸道衍生的代謝物被傳播到所有器官，包括大腦。在小鼠中，腸道微生物群影響行為，調(diào)節(jié)腸道和大腦中的神經(jīng)遞質(zhì)產(chǎn)生，并影響大腦發(fā)育和髓鞘形成模式。盡管廣泛涉及體液或神經(jīng)元連接，但調(diào)節(jié)腸道?大腦相互作用的機制仍不明確。曾有報道，在非典型神經(jīng)發(fā)育的小鼠模型中，微生物代謝產(chǎn)物4?乙基苯基硫酸酯（4EPS）的水平增加。在此，研究人員鑒定了來自腸道微生物組的介導(dǎo)飲食酪氨酸轉(zhuǎn)化為4?乙基苯酚（4EP）的生物合成基因，利用生物工程技術(shù)構(gòu)建了腸道細菌，該細菌選擇性地在小鼠中產(chǎn)生4?乙基苯酚。4EPS進入大腦后，與特定區(qū)域活動和功能連接的變化有關(guān)。基因表達特征揭示了大腦中少突膠質(zhì)細胞功能的改變，4EPS阻礙了小鼠少突膠質(zhì)細胞的成熟，并降低了離體腦培養(yǎng)中少突膠質(zhì)細胞?神經(jīng)元的相互作用。產(chǎn)4EP細菌定植的小鼠表現(xiàn)出神經(jīng)元軸突髓鞘形成減少。大腦中髓鞘形成動力學(xué)的改變與行為結(jié)果有關(guān)。因此，研究人員觀察到暴露于4EPS 的小鼠表現(xiàn)出焦慮樣行為，促進少突膠質(zhì)細胞分化的藥物治療阻止了4EPS 的行為效應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，腸道衍生的分子通過影響大腦中少突膠質(zhì)細胞的功能和髓鞘模式來影響小鼠的復(fù)雜行為。