“肠脑轴”（Gut-Brain Axis）就是肠内和脑子彼此间的彼此的效应，涵盖到肠内、中枢面神经体统和抗体体统彼此间的复杂化信息交互的效应，对全人类肢体和心态正常起比较偏重要的效应。越变更多的证人证实，中枢面神经发展与肠内微菌物发酵技术组有关的信息，但是因为欠缺与测试菌物技术符号物自动匹配的两组学数据文件，如今人类对“肠脑轴”的不确定性策略暂不有完全的的理解。

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、宏蛋清质组学和分解代谢组学数据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。

用英语问题：Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice （Cell Host & Microbe，IF=30.3, 2023）

中文名字微信标题：婴儿肠道微生物群有助于小鼠的认知表现

组学技术水平：16S rRNA+宏蛋白质组学+代谢组学

样表信息：婴儿粪便、小鼠粪便

研发基本思路

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

具体实验结论

01、婴幼儿認識性能和肠管菌群构造的感情

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）。 与降到CC中四十位数组（Inf-belowCC）的宝宝比起，要高于CC中四十位数组（Inf-aboveCC）的宝宝肠胃菌群都具有更多的更加均匀性（ 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， 认知实力各种的小宝宝，其肠子微微生物培养基在群落节构的特征上现实存在强势差异性 。

图1. Inf-aboveCC和Inf-belowCC组孩子胃肠菌群聊成形式

02、婴孩意识特性重要性的宏蛋清质组本质特征

为了探究与婴儿认识相关的肠道菌群功能特征，研究人员采用宏核高蛋白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宏白质组中仅有差异性生物富集的血清质。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. 宏血清质组学丰度分析一下

03、组氨酸代谢率与产品的认知力相关

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点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. 组氨酸细胞代谢与婴幼儿自我意识程度业内

04、婴孩供体的消化道菌群小鼠种植

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胃肠道微海洋生物组的小鼠HutH催化活性也许更为重要。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. 被宝贝可以使肠胃菌群定植的小鼠拥有着与记忆法效果相关的的区别革兰氏阴性菌分类别群

工作小结

总而言之，分享工作员凭借16S rRNA测序、宏球胆固醇组学和基础消化吸收率组学分享开发了小宝宝组氨酸基础消化吸收率组与掌握程度相互间的结合，高并发现了一大个与掌握的功能涉及到的基础消化吸收率酶—组氨酸酶（HutH）。HutH的横向的的差异已经多种的他们的尿液和他们的尿液组氨酸基础消化吸收率组与小宝宝掌握程度关于 。还有，凭借小宝宝供体的肠腔菌群他们的尿液种植的记意的功能行媒体传播给灭菌小鼠，掌握的功能良好的小宝宝供体种植小鼠所含Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium等与掌握程度的功能关于 的细菌病毒。分享发现小宝宝结合掌握程度和肠腔菌组群成相互间的相关最开始在6十一个月时就开发来了，组氨酸基础消化吸收率物的横向的自动调节是种隐藏的措施。

拜谱工作小结

本研究通过16S rRNA测序和宏球高蛋白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，全面的诠释了在婴孩-大便移植成功小鼠体系建设中肠胃菌群对的认知力的应响，为“肠脑轴”在婴孩五代十国时期的发展方向和帮助制度化出示了新的领悟。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!

可以参考论文毕业论文：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.