“肠脑轴”（Gut-Brain Axis）包含肠腔和头部当中的间接能力，关系到到肠腔、运动呼吸控制系统化和免疫力控制系统化当中的很复杂互动能力，对人体机体和内心营养健康起重要要能力。越久越久的内容说明，运动神经系统发育成熟与肠腔微生态学当中学组光于，但因不足与珍断生态学学符号物适应的两组学信息，近年来很多人对“肠脑轴”的隐性新机制还不有详细的解读。

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、宏蛋白酶质组学和分解组学研究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。

英语怎么说主题：Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice （Cell Host & Microbe，IF=30.3, 2023）

2英文问题：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

样品数据信息：婴儿粪便、小鼠粪便

探析难点

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

其主要研究分析数据

01、小宝宝掌握能力素质和胃肠道菌群成分的问题

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）。 与低过CC中六个数组（Inf-belowCC）的小宝宝不同于，大于CC中六个数组（Inf-aboveCC）的小宝宝胃肠菌群极具较高的不匀性（ 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， 熟悉技能不一样的新生婴儿，其肠内生物制品在群落的结构的特征上具备为显著异同 。

图1. Inf-aboveCC和Inf-belowCC组宝贝胃肠菌群聊成设备构造

02、新生婴儿认得力相应的宏蛋白酶质组显著特点

为了探究与婴儿认识相关的肠道菌群功能特征，研究人员采用宏血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特殊聚集的核核苷酸。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. 宏蛋白酶质组学含有研究

03、组氨酸排泄与婴幼儿的了解程度有关于

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分泌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. 组氨酸代谢率与小宝宝认识专业能力想关

04、宝宝供体的肠胃菌群小鼠移植成功

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直肠微动物组的小鼠HutH活性酶类虽然最高。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. 被新生宝宝消化道菌群定植的小鼠获得与记忆训练实用功能相关内容的不同于有害菌各类群

总结

上述讲到，科学的研究师使用16S rRNA测序、宏核蛋白质含量组学和消化吸收组学进行分析建设了产品组氨酸消化吸收组与的了解两者的去联系，高并发现没事个与看法力相应的消化吸收酶—组氨酸酶（HutH）。HutH级别的与众不同之处以其与众不同的粪渣和尿夜组氨酸消化吸收组与产品的了解相有关。于此，使用产品供体的直肠菌群粪渣胚胎植入成功的印象模块会傳播给灭菌小鼠，看法力好一点的产品供体胚胎植入成功小鼠蕴含Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium等与的了解力相有关的病菌。科学的研究表达产品复合材料的了解和直肠菌好友分组成两者的有关最早的在6月时就建设一起了，组氨酸消化吸收物级别的调高是一个种未知的考核机制。

拜谱个人总结

本研究通过16S rRNA测序和宏血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，率先谈谈了在孩子-粪液种植小鼠系统中直肠菌群对自我认同业务能力的影响到，为“肠脑轴”在孩子晚唐时期的发展壮大和效用系统给出了新的体谅。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!

规范论文：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.