“肠脑轴”（Gut-Brain Axis）就是指肠管和中枢感觉神经设计间的彼此做用，涵盖到肠管、中枢感觉神经设计和免疫力设计间的多样化互交做用，对现代人的身子和的心理绿色健康起比较偏重要做用。越久越久的证据的合法性反映出，中枢感觉神经健康与肠管微菌物当中体组关以，但在欠缺与物理诊断菌物体图标物连接的多个学数剧，当前现代人对“肠脑轴”的隐藏的管理机制暂不有全面性的定义。

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、宏脂肪酸质组学和消化吸收组学剖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。

英文翻译问题：Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice （Cell Host & Microbe，IF=30.3, 2023）

中文版文章标题：婴儿肠道微生物群有助于小鼠的认知表现

组学方法：16S rRNA+宏蛋白质组学+代谢组学

样版的信息：婴儿粪便、小鼠粪便

探究难点

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

关键探析后果

01、婴幼儿知道实力和直肠菌群结构设计的关心

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）。 与底于CC中数字组（Inf-belowCC）的新生宝贝差距，超过CC中数字组（Inf-aboveCC）的新生宝贝肠管菌群具备着更多的一致性（ 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， 把握实力各种不同的新生儿，其肠腔微生态学在群落的结构的特点上有有明显的差异 。

图1. Inf-aboveCC和Inf-belowCC组宝贝肠内菌微博黑名单成架构

02、婴幼儿认识了解能力素质相关内容的宏核胆固醇组特证

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宏白质组中唯一性偏态聚集的核核苷酸。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. 宏核膳食纤维组学生物富集深入分析

03、组氨酸消化吸收与宝宝自我意识技能想关

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向治疗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. 组氨酸基础代谢与婴孩自我意识力关干

04、新生儿供体的肠管菌群小鼠冻胚移植

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，认可Inf-below cc直肠微海洋生物组的小鼠HutH生物并不是越来越高。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. 被婴幼儿肠内菌群定植的小鼠赋予与记意模块关于的有差异革兰氏阴性菌几大类群

个人总结

由此可见，研发剖析员工确认16S rRNA测序、宏核胆固醇组学和分解组学剖析形成了孩子组氨酸分解组与认同间的去联系，高并发现半个个与结识意识对应的分解酶—组氨酸酶（HutH）。HutH技术技术水平的差别各类不相同的粪液和排尿组氨酸分解组与孩子认同密切相关于。还有就是，确认孩子供体的肠管菌群粪液植入的记忆里功能性会媒体传播给灭菌小鼠，结识意识好的孩子供体植入小鼠食含Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium等与认同意识密切相关于的病毒。研发剖析表述孩子塑料认同和肠管菌分组成间的关联关系最旱在6个月左右时就形成好了，组氨酸分解物技术技术水平的调低就是一种不确定的体系。

拜谱个人心得体会

本研究通过16S rRNA测序和宏核膳食纤维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，全部简述了在新生婴孩-粪水复制小鼠措施中肠内菌群对了解本事的反应，为“肠脑轴”在新生婴孩五代十国时期的趋势和的功效措施提供了了新的明白。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!

参考价值资料：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.