Cetobacterium somerae 通过调节宿主色氨酸代谢来减轻污染物引起的行为异常

《Microbiome》：Cetobacterium somerae mitigates pollutant-induced behavioral abnormalities by modulating host tryptophan metabolism

　　

摘要

背景

肠道共生微生物群在宿主健康中起着至关重要的作用，对大脑功能和行为有着广泛的影响。环境污染物在现代生活中无处不在，对生态完整性和公共健康构成了严重威胁。值得注意的是，这些污染物的影响可能还会导致宿主行为调节的紊乱。然而，污染物引起的肠道微生物组结构和功能的变化是否会导致行为异常仍处于不确定状态。特别是，目前对于核心共生菌群是否能够减轻污染物对宿主的危害，以及这种保护作用是通过哪些分子机制实现的，知之甚少。

结果

在本研究中，我们发现肠道共生微生物在缓解斑马鱼的焦虑样行为中起着关键作用。为此，我们首先利用尼古拉酰胺（niclosamide）建立了斑马鱼的焦虑样行为模型。微生物多样性分析显示，表现出焦虑样行为的斑马鱼与正常对照组之间的肠道微生物群落结构存在显著差异。随后，粪便微生物移植实验确定Cetobacterium是一种与焦虑样行为相关的重要生物标志物。重要的是，重新补充Cetobacterium能够有效缓解无菌斑马鱼的焦虑样行为。此外，整合代谢组学和转录组学分析表明，Cetobacterium可以调节宿主的色氨酸代谢，从而增加肠道和血液中的血清素（5-HT）水平。相反，通过药物抑制色氨酸羟化酶（TPH）会降低5-HT水平，并显著减弱Cetobacterium

结论

总体而言，这些发现提供了关于肠道共生微生物群如何调节宿主焦虑样行为的机制性见解，并强调了核心肠道共生菌在塑造宿主认知和行为功能中的有益作用。

视频摘要

背景

肠道共生微生物群在宿主健康中起着至关重要的作用，对大脑功能和行为有着广泛的影响。环境污染物在现代生活中无处不在，对生态完整性和公共健康构成了严重威胁。值得注意的是，这些污染物的影响可能还会导致宿主行为调节的紊乱。然而，污染物引起的肠道微生物组结构和功能的变化是否会导致行为异常仍处于不确定状态。特别是，目前对于核心共生菌群是否能够减轻污染物对宿主的危害，以及这种保护作用是通过哪些分子机制实现的，知之甚少。

结果

在本研究中，我们发现肠道共生微生物在缓解斑马鱼的焦虑样行为中起着关键作用。为此，我们首先利用尼古拉酰胺（niclosamide）建立了斑马鱼的焦虑样行为模型。微生物多样性分析显示，表现出焦虑样行为的斑马鱼与正常对照组之间的肠道微生物群落结构存在显著差异。随后，粪便微生物移植实验确定Cetobacterium是一个与焦虑样行为相关的重要生物标志物。重要的是，重新补充Cetobacterium能够有效缓解无菌斑马鱼的焦虑样行为。此外，整合代谢组学和转录组学分析表明，Cetobacterium可以调节宿主的色氨酸代谢，从而增加肠道和血液中的血清素（5-HT）水平。相反，通过药物抑制色氨酸羟化酶（TPH）会降低5-HT水平，并显著减弱Cetobacterium

结论

总体而言，这些发现提供了关于肠道共生微生物群如何调节宿主焦虑样行为的机制性见解，并强调了核心肠道共生菌在塑造宿主认知和行为功能中的有益作用。

视频摘要