一只母鼠的肠道微生物帮助连接她幼鼠的大脑

在对实验室小鼠进行的实验中，生活在怀孕小鼠肠道中的微生物在其婴儿的大脑发育中发挥了作用。没有微生物的母亲生下的幼崽在对理解感官信息很重要的区域之间的信号传递联系较少。

研究人员在9月23日的《自然》杂志上报告说，驻留在雌性小鼠肠道中的微生物有助于塑造其后代大脑的线路。虽然老鼠和人类的发育是天壤之别，但该研究暗示了母亲的微生物组如何对其后代产生长期影响。

科学家们之前发现了小鼠母亲的微生物组与其幼崽的大脑和行为之间的联系，但其中许多研究都是针对压力大(SN:7/9/18)或生病的动物。相反，加州大学洛杉矶分校的神经生物学家HelenVuong和她的同事们研究了母亲的微生物组合通常对她幼崽的大脑有何影响。

新结果指出了特定微生物及其产生的小分子(称为代谢物)的影响。“来自母亲微生物组的代谢物可以影响胎儿大脑的发育，”未参与该研究的芝加哥大学免疫学家CathrynNagler说。她说，代谢物通过到达发育中的幼犬大脑影响轴突的生长来实现这一点。轴突是神经细胞的线状信号传递器。

Vuong和她的团队研究了怀孕小鼠胎儿的大脑——一些带有常见的肠道细菌，一些在没有微生物的情况下长大，另一些则用抗生素清除了肠道细菌。Vuong说，当母亲体内的微生物缺失时，胎儿从大脑“中继站”延伸到皮层的轴突会变短、变少。这些连接对于处理感官信息很重要。

这些大脑差异似乎对老鼠以后的生活有影响。成年后，缺乏微生物的母亲所生的小鼠对触觉的敏感度低于具有典型微生物组的母亲所生的小鼠。例如，在几项感官测试中的一项中，来自缺乏微生物的母亲的小鼠需要更长时间才能注意到一小块胶带粘在它们的一只爪子上。但是当缺乏微生物的雌性被给予梭状芽孢杆菌时，它们后代的大脑和行为发育正常。Nagler说，梭菌是人类和小鼠体内常见的肠道微生物，它们的缺失与一些非传染性疾病有关，例如食物过敏(SN:8/26/14)。

肠道细菌产生的小分子可能是造成这种影响的原因。研究人员发现，妈妈血液中几种代谢物的水平与胎儿血液和大脑中的水平有关。Vuong说：“从妈妈一直到胎儿，它跨越不同的部位，这有点酷。”这表明妈妈与她的孩子分享她的肠道代谢物。

当微生物组发生改变的怀孕小鼠接受其中一些代谢物的补充时，它们的幼鼠的行为发育正常。目前尚不清楚肠道微生物和代谢物如何参与人类大脑发育。不过，如果孕妇体内的微生物组不足，这“现在指出了一种人们可能会考虑进行干预的方式”，Nag​​ler说，他是ClostraBio的总裁，该公司正在探索与免疫系统相关疾病的代谢物治疗方法。孕妇可以直接接受所需的代谢物，而不是试图改变这些可能很困难的微生物组。

“真正重要的是了解这些负面影响是否也会发生在人类身上，以及它们是否会导致长期的医疗问题，”温哥华不列颠哥伦比亚大学的微生物学家和生物医学工程师CarolinaTropini说，她并未参与该研究。工作。她说，研究人员将需要研究抗生素的短期益处如何与潜在风险相叠加，但此类研究也可能为需要抗生素的孕妇提供治疗方法。