
2023年4月2日,西班牙科尔多瓦大学Tomas Cerdo等人在Cell Host & Microbe(IF=30.3, 2023)杂志发表了题为“Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice”的文章。研究人员使用16S rRNA测序、宏血清质组学和分解代谢组学数据分析揭示了婴儿认识和肠道菌群之间的联系。结果显示认识能力较好的婴儿肠道菌群可以增强小鼠的记忆,并调节了小鼠外周血皮层(PRC)的组氨酸代谢组,这些结果表明“肠脑轴”在婴儿时期就起到至关重要的作用。
英文版问题:Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice (Cell Host & Microbe,IF=30.3, 2023)
中文翻译标题格式:婴儿肠道微生物群有助于小鼠的认知表现
组学水平:16S rRNA+宏蛋白质组学+代谢组学
样本量数据信息:婴儿粪便、小鼠粪便
研发思绪
(图源:Tomas Cerdo, et al., Cell Host & Microbe. 2023)
注意探析结局
01、产品相识的能力和胃肠道菌群结构的的相互影响
首先,研究人员基于贝利婴儿发育量表(BSID-III)数据,根据6个月大的婴儿在复合认识、语言和运动三个领域的得分,将婴儿分为高于中位数组和低于中位数组。通过对婴儿粪便样本进行16S rRNA分析,发现唯一与肠道微生物群落结构密切相关的BSID-III量表是复合认识(CC)。 与大于CC中六六位数组(Inf-belowCC)的小宝宝比起,高出CC中六六位数组(Inf-aboveCC)的小宝宝可以使肠胃菌群都具有更为重要的更加均匀性( 图1A)。在属水平上,Inf-aboveCC组的肠道菌群中杆菌、链球菌、拟副杆菌、严格感梭菌、霍氏杆菌和瘤胃球菌富集,而无毛螺科、嗜血杆菌和乳球菌的显著减少(图1B-D)。上述结果表明, 知道意识有所不同的新生儿,其肠管微微生物菌种在群落组成特征英文上来源于相关系数不同 。
图1. Inf-aboveCC和Inf-belowCC组宝贝肠内菌好友分组成结构的
02、宝贝认识了解业务能力相关内容的宏蛋清质组结构特征
为了探究与婴儿认识相关的肠道菌群功能特征,研究人员采用宏淀粉酶质组学对婴儿粪便进行分析。结果表明,Inf-belowCC组的肠道菌群富含参与细胞内运输分泌和囊泡运输的蛋白质,而Inf-aboveCC组中参与碳水化合物运输和代谢的蛋白质有增加的趋势。稀疏偏最小二乘判别分析(sPLS-DA)图显示,婴儿宏蛋白质组(图2A)和促进区分的已鉴定蛋白质组(图2B)之间存在明显区别。组氨酸酶(HutH)是Inf-aboveCC宏白质组中仅有有效聚集的蛋清质。随后,研究人员通过DESEq2差异丰度分析(图2C)和Wilcoxon检验进一步证实了上述结果,组氨酸分解代谢的两种下游酶尿糖酸脱水酶(HutU)和咪唑酮丙酸酶(HutI)在Inf-above CC宏蛋白质组中丰度较高。上述分析结果揭示了与婴儿认识能力相关的宏蛋白质组特征。
图2. 宏核营养素组学聚集数据分析
03、组氨酸基础代谢与婴幼儿看法的能力密切相关
宏蛋白质组学数据和生化实验结果表明婴儿组氨酸代谢与认识能力相关,因此,研究人员开发一种靶点消化吸收组学方法用于定量分析组氨酸代谢物水平(图3A)。结果表明Inf-aboveCC组婴儿粪便中的尿酸盐水平显著降低,而其余组氨酸代谢物则无差异(图3B)。研究人员进一步检测了婴儿尿液中的组氨酸代谢物,结果显示与Inf-belowCC相比,Inf-aboveCC组婴儿尿液中组胺、组氨酸和尿酸水平显著升高(图3C),且Inf-aboveCC组粪便中的尿酸盐/组氨酸比值(图3D)和尿液中的组胺/尿酸盐比值(图3E)显著降低。粪便中的尿酸盐/组氨酸比值与unclass_lachnospirace_41和Lachnospiraceae incertae sedis属呈负相关,与Bacteroides_3呈正相关(图3F)。尿液中的组氨酸水平与Streptococcus_42和Bacteroides属呈正相关,而尿酸水平与Holdemanella_16呈负相关,与链球菌属呈正相关(图3G)。
图3. 组氨酸代谢转化与新生儿自我认同能力素质相关的英文
04、新生婴儿供体的直肠菌群小鼠胚胎移植
最后,为了调查肠道微生物群是否有助于认知,研究人员进行了一项粪便微生物群移植(FMT)实验。结果表明,将Inf-aboveCC供体的粪便移植到GF小鼠体内,其记忆功能优于Inf-belowCC供体的小鼠(图4)。被婴儿肠道菌群定植的小鼠拥有与记忆功能相关的不同细菌分类群,认知表现较好的婴儿微生物群小鼠表现出更高的记忆功能,包括Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium物种在内的丰富分类群以及不同的组氨酸代谢组学特征(图4B),其中,毛缕菌科和拟杆菌类与婴儿认知的关联在人源化小鼠中得到了复制。此外,与接受Inf-belowCC肠道微生物组的小鼠相比,接纳Inf-below cc可以使肠胃微怪物组的小鼠HutH生物恰恰更为重要。总之,这些结果表明通过婴儿供体的肠道菌群粪便移植的记忆功能可以传播给GF小鼠,表明肠道菌群可以作为一种促进记忆的实体。
图4. 被产品可以使肠胃菌群定植的小鼠拥用与记忆英文功能键各种相关的与众不同螨虫归类群
个人心得体会
以上,研发涉及到人员借助16S rRNA测序、宏核高蛋白组学和分泌组学研究方案形成了新生宝宝组氨酸分泌组与了解中的联络,连接数现一个多个与知道水准涉及到的分泌酶—组氨酸酶(HutH)。HutH水准的不一致性和不一的粪渣和的尿液组氨酸分泌组与新生宝宝了解关于 。不仅,借助新生宝宝供体的胃肠菌群粪渣胚胎植入的记忆里系统能够 校园营销给无茵小鼠,知道水准尽量的新生宝宝供体胚胎植入小鼠蕴含Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium等与了解水准关于 的细茵。研发得出结论新生宝宝混合了解和胃肠菌组群成中的锁定最旱在6十一个月时就形成起来了了,组氨酸分泌物水准的调控有的是种内在的的新机制。拜谱工作小结
本研究通过16S rRNA测序和宏淀粉酶质组学分析使组氨酸酶在婴儿认识中的作用脱颖而出,并通过代谢组学和粪便移植的方法进一步验证,进一步表述了在小宝宝-粪液迁移小鼠装修标准中肠管菌群对自我认知功能的决定,为“肠脑轴”在小宝宝朝代的未来发展和能力原则提高了新的看待。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司,可提供蛋白质组学、代谢组学、修饰组学、16S rRNA测序等多组学技术,结合组学技术拜谱生物也推出了针对不同样本和研究领域的多组学研究方案,包括肠道篇、血液篇、医学篇等,帮助客户解决研究难题,助力多篇高分文章的发表,欢迎大家咨询!
参阅文献综述:Tomas C, Alicia RR, Inmaculada A, et al. Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice. Cell Host & Microbe. 2023, 31(12): 1974-1988. doi: 10.1016/j.chom.2023.11.004.