母体微生物支持胎儿脑部连线

母体肠道中的常住细菌对于小鼠正常的胎儿大脑发育很重要。结果表明，这种作用是由细菌产生的代谢产物分子驱动的，该代谢物分子向胎儿大脑发出信号。

常被称为肠道菌群的常驻肠道微生物种群对于整个生命的健康至关重要。动物方面的许多研究表明，面对环境压力，微生物群在确保胎儿正常发育方面具有关键作用。然而，在缺乏此类应激源的情况下，母体微生物对胚胎发育的贡献尚不清楚。Vuong等人在《自然》中写作。1报告指出，在怀孕的小鼠中，特定的母体肠道细菌产生的分子作为代谢副产物，影响胎儿某些感觉途径的神经发育，导致后代行为的持久变化。

在过去的十年中，动物研究表明，肠道菌群可以对中枢神经系统的发育以及个体的后续行为产生显着影响。在小鼠中，母体肠道菌群是维持母体炎症后2正常胎儿发育所必需的，由于高脂饮食引起的母体菌群变化导致子代3的神经行为异常。但是，尚不清楚母体微生物群的这些影响是否仅限于妊娠期间的事件，还是由于母体微生物向后代4的传播而主要在产后发生。

丘脑是大脑中的主要“中继站”，将从环境中接收到的感觉和运动信息定向到适当的皮层目标，以介导适当的行为反应。这些丘脑皮层投射是通过胚胎发育过程中发生的迁移过程建立的，与涉及听觉，视觉，体感(涉及诸如疼痛或压力等感觉)和运动反应的皮层区域建立了持久的联系。为了确定观察到的影响是否是由于母体微生物群不足引起的，Vuong等人。使用了从胚胎中提取并在体外生长的神经元共培养系统。这表明无法通过添加微生物群完整的母亲的胚胎产生的生长因子来纠正微生物群不足的母亲的胚胎轴突生长受损。

Vuong及其同事意识到微生物群对于这些丘脑皮质预测的发展是必要的，因此研究了受损的丘脑皮质神经解剖结构是否会对后代产生持久影响。作者检查了成年和接受抗生素治疗的母亲的后代，并通过一系列行为测试来寻找任何感觉运动缺陷。他们发现，与母亲菌群正常的动物相比，微生物群不足的母亲所生的小鼠对热，声音和压力的反应受到了损害(图1)。作者在视觉或运动协调测试中未发现任何问题。

为了确定母体微生物群中的哪些细菌对后代神经发育和行为的正效应负责，Vuong及其同事进行了一系列实验，在这些实验中，先前无菌的小鼠接种了特定的细菌组。当使用形成芽孢的梭状芽胞杆菌细菌时，后代大脑发育和行为并未发生异常，这表明这些细菌通常可以帮助神经发育。

尽管有充分的证据表明肠道微生物与大脑之间存在联系，但要揭示其潜在机制可能很困难。这些遥远的位点之间的传输的一个可能的方法是通过由肠道微生物产生并吸收到血液中的代谢产物的分子5，6。在怀孕期间，这些代谢物以及来自母体循环的其他营养素通过胎盘转运至胎儿。Vuong及其同事假设母体微生物可能是胎儿这些代谢产物的来源。作者使用发现代谢组学方法，发现母体微生物群会影响母体血液和胎儿脑组织中许多代谢物的水平。

Vuong等人测试了微生物来源的代谢产物。发现母体补充某些代谢物可以拯救微生物不足对体外轴突生长的影响。令人兴奋的是，在缺乏微生物群的怀孕小鼠中进行此类补充还可以防止其后代会出现的行为缺陷。

这项工作不仅促进了肠道微生物群如何影响大脑发育的研究领域，而且为将来的工作奠定了基础。目前，这些微生物来源的代谢产物如何影响发育中的神经元的细节尚不清楚。我们也没有完全理解为什么这种作用至少对丘脑皮层感觉-中继途径中的神经元特有，特别是在介导热，声音和压力检测的神经元中。进一步的研究应有助于阐明这种现象的分子机制。

最后，尽管这些发现来自小鼠，但这项工作可能与未来医疗环境中的人类健康有关。了解母体微生物群和到达胎儿的代谢产物的组成为临床干预的发展提供了一条明确的潜在途径。一种这样的可能性是表征母体提供的分子水平，这些分子可以用作“生物标记”以监测异常迹象的发展。如果事实证明可以通过补充特定代谢产物的水平来帮助胎儿的大脑发育，那么就可以在怀孕期间补充叶酸以预防神经管缺陷，这对于减少神经发育障碍和促进健康的大脑发育可能具有重要意义。巨大。在任何开始评估这种方法的临床试验之前，仍需要做大量工作。尽管如此，Vuong及其同事的工作为理解母体微生物群如何影响正常的大脑发育提供了必要的基础。

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