“肠脑轴”（Gut-Brain Axis）意思是胃肠胃和人的大脑之中的充分目的，牵涉到到胃肠胃、精神设备和身材的免疫能力的设备之中的复杂化沟通互动目的，对全人类身材和精神键康起侧重要目的。越发越多越好的材料揭示，精神成长发育与胃肠胃微菌物组想关，但因短缺与原因菌物标记物配对的两组学数值，迄今为止我们对“肠脑轴”的意向措施尚末有全方面的了解。

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、宏血清质组学和产生组学进行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。

国外英文名称：Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice （Cell Host & Microbe，IF=30.3, 2023）

简体中文微信标题：婴儿肠道微生物群有助于小鼠的认知表现

组学技術：16S rRNA+宏蛋白质组学+代谢组学

样例问题：婴儿粪便、小鼠粪便

研究分析设想

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

其主要实验的结果

01、婴幼儿掌握业务能力和消化道菌群组成部分的内在联系

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）。 与少于CC中数字组（Inf-belowCC）的新生宝宝相对比，超出CC中数字组（Inf-aboveCC）的新生宝宝可以使肠胃菌群都具有更高些的匀称性（ 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， 认得能力素质有所一定的差异的新生婴儿，其肠腔的微生物学在群落设计功能上留存显著性一定的差异 。

图1. Inf-aboveCC和Inf-belowCC组宝贝肠腔菌群聊成构成

02、新生儿认识自己作用重要性的宏淀粉酶质组的特点

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宏白质组中唯一的明显生物富集的高蛋白质。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. 宏淀粉酶质组学含有定性分析

03、组氨酸分泌与宝宝认同技能有观

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疗法消化吸收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. 组氨酸分解代谢与新生儿社会认知性能关干

04、宝宝供体的肠子菌群小鼠移植后

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，吸收Inf-below cc肠子微怪物组的小鼠HutH几丁质酶常常极高。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. 被新生婴儿可以使肠胃菌群定植的小鼠存在与记忆力职能一些的有差异真菌细分群

总结ppt

上述情况，深入解析人数能够16S rRNA测序、宏淀粉酶质组学和新陈细胞新陈新陈消化吸收组学解析构建了小宝宝组氨酸新陈细胞新陈新陈消化吸收组与自我意识中的连接，不确定现一个多个与结识力关于的新陈细胞新陈新陈消化吸收酶—组氨酸酶（HutH）。HutH标准的性别差异还有各不相同的粪液和排尿组氨酸新陈细胞新陈新陈消化吸收组与小宝宝自我意识相关的。不但，能够小宝宝供体的直肠菌群粪液冻胚移植后的记忆训练作用还可以傳播给无菌操作小鼠，结识力尽量的小宝宝供体冻胚移植后小鼠含高Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium等与自我意识力相关的的疾病。深入解析说明小宝宝组合自我意识和直肠菌群聊成中的关系最迟在6三个月时就构建一起了，组氨酸新陈细胞新陈新陈消化吸收物标准的调节器是一个种不确定的体制。

拜谱总结

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，全面的详述了在新生宝宝-粪水植入小鼠模式中肠内菌群对群体行为力的会影响，为“肠脑轴”在新生宝宝时间的发展方向和反应制度出具了新的表述。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!

参考价值医学文献：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.