“肠脑轴”（Gut-Brain Axis）就是肠腔和大脑皮层间的充分反应，包括到肠腔、中枢精神整体和免疫检测整体间的复杂的交流互动行为反应，对人工键康和心理状态键康起比较偏重要反应。越越多越的证据的合法性说明，中枢精神健康成长与肠腔益生菌技术组有关，但犹豫或缺与临床诊断生物学技术标签物自动匹配的两组学数据信息，日前消费者们对“肠脑轴”的潜在性的系统并未有新一轮的体谅。

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、宏球核苷酸组学和排泄组学分析一下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。

英语怎么说一级标题：Infant gut microbiota contributes to cognitive performance in mice （Cell Host & Microbe，IF=30.3, 2023）

2英文题目：婴儿肠道微生物群有助于小鼠的认知表现

组学技木：16S rRNA+宏蛋白质组学+代谢组学

范本数据信息：婴儿粪便、小鼠粪便

科研难点

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

具体研究方案然而

01、小宝宝认清特性和胃肠菌群结构设计的相关

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）。 与降至CC中个数组（Inf-belowCC）的产品相对比，高与CC中个数组（Inf-aboveCC）的产品肠管菌群含有越高的均匀分布性（ 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， 把握性能不同于的小宝宝，其直肠微动物在群落结构的症状上现实存在取得之间的关系 。

图1. Inf-aboveCC和Inf-belowCC组婴幼儿消化道菌微博黑名单成的结构

02、孩子认知的能力相应的的宏蛋清质组共同点

为了探究与婴儿认识相关的肠道菌群功能特征，研究人员采用宏蛋白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宏白质组中真正显著性生物富集的球营养物质。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. 宏蛋白酶质组学丰度讲解

03、组氨酸产生与婴孩感知业务能力相关

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向药物代谢转化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. 组氨酸代谢转化与宝宝的认知技能关与

04、新生婴儿供体的肠子菌群小鼠种植

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，认同Inf-below cc胃肠道微生物当中工程组的小鼠HutH活性酶经常越来越高。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. 被幼儿胃肠道菌群定植的小鼠存在与记忆功能性相关的有所差异沙门氏菌类型群

工作小结

综上所述，科研人利用16S rRNA测序、宏蛋白酶质组学和产生组学分享保持了产品组氨酸产生组与的了解区间内的联络，消息队列现了个与知道的专业专业能力对应的产生酶—组氨酸酶（HutH）。HutH级别的一定的差异同时差异的排泄物和尿里组氨酸产生组与产品的了解有关的信息于。因此，利用产品供体的肠内菌群排泄物胚胎植入的背诵效果可散播给无菌检测小鼠，知道的专业专业能力好点的产品供体胚胎植入小鼠中含Phocaeicola, Bacteroides和Bifidobacterium等与的了解的专业专业能力有关的信息于的真菌。科研是因为产品组合的了解和肠内菌群聊成区间内的同步最旱在6个月左右时就保持在一起了，组氨酸产生物级别的可以调节也是种潜在性的的系统。

拜谱工作小结

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，多方面详述了在孩子-粪液植入小鼠制度中肠内菌群对判断实力实力的影响力，为“肠脑轴”在孩子一时期的进展和功能新机制带来了了新的解读。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!

参考使用论文：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.