推荐：江舜尧
编译：艾奥利亚
编辑：董小橙
爱尔兰科克大学（University College Cork）Marcus Boehme等人于2019年5月16日在Molecular Psychiatry发表题目为《Mid-life microbiota crises: middle age is associated with pervasive neuroimmune alterations that are reversed by targeting the gut microbiome》的文章，John F. Cryan作为该研究通讯作者。该研究通过对青年以及中年小鼠进行持续饮食补充，在进行一系列行为评估的同时，结合分子生物学手段，包括细胞因子测定，盲肠微生物群以及粪便代谢物分析，发现在中年小鼠肠道微生物群和大脑之间的交流对于调节与年龄有关的功能衰退起着至关重要的作用。这一研究的发现为改善与年龄相关的神经炎性疾病和大脑功能提供了一种新策略。
文章摘要
衰老是指在整个生命周期中，各种稳态功能缓慢恶化的过程。男性中年作为一个过渡时期，许多生理和心理上的变化都会导致认知和行为的改变，同样也会导致大脑功能的恶化，但这些变化的机制尚不清楚。人体胃肠中包含数万亿的微生物，它们在人体活动的整个生命周期中起着重要的作用。肠道微生物群在肠道和大脑之间的沟通，以及对大脑稳态的调节方面被认为是一个关键的介质。本研究利用两种小鼠列队，探究了益生元的添加是否会改变靶标肠道微生物，进而改变衰老过程中小胶质细胞和大脑功能的活化。研究结果发现，补充益生元对中年和青年小鼠肠道微生物菌群有不同程度的影响，与之相关的粪便代谢产物也有所改变。在功能方面，这一转化在中年小鼠中是一种可逆的压力诱导的免疫适应性。此外，观察到衰老引起的Ly-6Chi单核细胞向脑内浸润的减少，以及与衰老相关的激活小胶质细胞子集(Ly-6C+)的增多。综上所述，这些数据突显了一种潜在的途径，通过这种途径，以肠道微生物组为目标的益生元可以调节外周免疫反应，并改变中年时的神经炎症。
文中重要图片说明
图1 | 研究设计和实验时间表。本研究采用了两组不同的小鼠列队。列队1（青年小鼠：空白组以及益生元处理组，每组10个样本；中年小鼠：空白组以及益生元处理组，每组10个样本），通过对一系列行为测定，评价了10%富含菊粉的低聚果糖益生元干预对青年小鼠和中年小鼠行为的影响。经过为期3周的饮食引导后，小鼠在持续饮食补充的同时进行了行为评估，共14周。列队2（青年小鼠：空白组14个样本，处理组16个样本；中年小鼠：空白组8个样本。处理组10个样本），探究了益生元补充3.5周是否能改变整个大脑的神经免疫。
图2 | 在中年小鼠中，益生元补充逆转了应激诱导的免疫适应性。a MHC-II+中性细胞在基线以及急性应激2h后的含量；b血浆中肾上腺酮分别在急性应激之前，以及急性应激15/45/120 min后的特征曲线；c血浆中肾上腺酮在基线时的含量；d肾上腺酮反应曲线下面积（AUC）。
图3 | 中年小鼠脑组织中有大量的Ly-6Chi单核细胞浸润，小胶质细胞活化增强。a大脑单核细胞浸润（列队2）；b 脑内小胶质细胞的表达模式（列队2）；c-d海马中的促炎细胞因子表达（列队1）。
图4 | 益生元补充改善幼鼠的学习和减少焦虑行为（基于列队1的观察）。a在摩里斯水迷宫(MWM)的学习和记忆情况；b由自发交替行为(y-迷宫)评估的短期记忆；c恐惧条件；d在高架迷宫中open arm的时间；e野外行为；f摩里斯水迷宫中学习效能与Verrucomicrobiaceae和Akkermansia相对丰度的相关分析；g摩里斯水迷宫中学习与hippocampalCcl2之间相关性分析。
图5 | 中年和益生元处理对肠道微生物群组成有明显的影响，并伴随粪便代谢结构的变化（基于列队1的数据分析）。a 主成分分析图（PCA）；b 热图代表差异丰富的分类群（具有较高等级家族名称的属），其中至少一次q值<0.2，*p< 0.1，**p< 0.01，***p< 0.001；c α-多样性分析；d HALA分析了肠道微生物组分与粪便代谢组学之间具有较强相关性(q<0.2)的前100项。数字(1-100)表示在相关性有强到弱递减。
联系客服
