“肠脑轴”（Gut-Brain Axis）所指胃肠和头部左右的主动能力，相关到胃肠、精神体统软件和免役体统软件左右的错综复杂交互性能力，对地球身材和心理上安全起侧重点要能力。愈来愈越久的举证发现，精神成长与胃肠微动物组有观，但是因为缺失与诊断仪动物标志的意思物切换的几组学数据库，近年现代人对“肠脑轴”的内在的考核机制已经有全面性的理解是什么。

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、宏蛋白酶质组学和细胞代谢组学分析一下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。

英文音标宝贝标题：Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice （Cell Host & Microbe，IF=30.3, 2023）

英文版关键词：婴儿肠道微生物群有助于小鼠的认知表现

组学科技：16S rRNA+宏蛋白质组学+代谢组学

范本企业信息：婴儿粪便、小鼠粪便

探究理念

（图源：Tomas Cerdo, et al., Cell Host & Microbe. 2023）

关键调查可是

01、孩子交往特性和直肠菌群的结构的社会关系

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）。 与不低过CC中数字组（Inf-belowCC）的婴幼儿相比之下，低过CC中数字组（Inf-aboveCC）的婴幼儿消化道菌群具备着最高的匀称性（ 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， 交往实力不相同的新生宝宝，其胃肠细小微生物学在群落架构特征英文上来源于特殊对比分析 。

图1. Inf-aboveCC和Inf-belowCC组宝贝肠管菌组群成节构

02、孩子知道实力关于的宏营养素质组显著特点

为了探究与婴儿认识相关的肠道菌群功能特征，研究人员采用宏蛋清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宏白质组中绝无仅有相关性聚集的蛋清质。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. 宏胆固醇质组学聚集研究

03、组氨酸消化吸收与新生儿自我认识技能相关的英文

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向药物代谢转化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宝宝认识程度效果相关的英文

04、幼儿供体的胃肠菌群小鼠种植

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，收到Inf-below cc直肠枯草芽孢杆菌学组的小鼠HutH活性酶类一般越高。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. 被幼儿胃肠菌群定植的小鼠收获与记忆里实用功能相关的不一革兰氏阴性菌细分群

总结

以上，探析人根据16S rRNA测序、宏球氨基酸组学和分解排泄组学定性分析保持了新生儿组氨酸分解排泄组与自我看法两者范围内的搞好关系，消息队列现了一大个与正确看法本事相应的的分解排泄酶—组氨酸酶（HutH）。HutH的水平面的差别或区别的粪水和的尿液组氨酸分解排泄组与新生儿自我看法业内。除此以外，根据新生儿供体的肠子菌群粪水囊胚试管移植的记忆英文功用还可以网络传播给无茵小鼠，正确看法本事好一点的新生儿供体囊胚试管移植小鼠包含Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium等与自我看法本事业内的杆菌。探析表示新生儿符合自我看法和肠子菌组群成两者范围内的相关最快在6个月左右时就保持起來了，组氨酸分解排泄物的水平面的自动调节一种潜在的的体系。

拜谱个人总结

本研究通过16S rRNA测序和宏蛋清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，全面、明确表述了在宝贝-排泄物复制小鼠采集体系中肠内菌群对感知实力的关系，为“肠脑轴”在宝贝十六国时期的进展和反应长效机制展示了新的体谅。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!

参考使用专著：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.