《Microbiome》：肠道微生物调控microRNA从而影响情绪

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肠道微生物对于人类情绪的影响非常微妙，然而其作用机制一直还不清楚。

发表在《Microbiome》上的一项研究表明，在小鼠中，肠道微生物可能会通过改变大脑区域与焦虑相关的microRNA的表达来影响情绪。这也许会给精神类疾病的治疗带来新的方向。

研究背景

越来越多的证据表明我们的想法和感情会受到肠道微生物的控制。例如，肠道微生物的有无会影响小鼠的焦虑行为，比如避光和逃避空旷场地等。这些焦虑、恐惧相关的神经环路与杏仁核与前额皮质（PFC）之间的功能交流息息相关。之前研究发现无菌小鼠的杏仁核与前额皮质的表达调控网络发生的改变，miRNA介导的翻译抑制与焦虑行为相关。

研究目的

本文想探究这种由miRNA介导的转录后调控是否受到肠道微生物的控制。

研究结果

1. 无菌小鼠大脑杏仁核与前额皮质的miRNA表达发生改变

文章使用三种小鼠：无菌小鼠（GF）、传统饲养小鼠（CON）以及GF小鼠产后21天放到正常环境饲养的（exGF）。

通过miRNA高通量测序得到GF、CON和exGF小鼠的大脑杏仁核与前额皮质组织miRNA的表达量。通过统计学检验，得到一系列差异表达的miRNA（下图）。其中，GF无菌小鼠与CON正常小鼠相比，某些microRNA的表达显著高于正常小鼠，而有的microRNA则显著偏低。而exGF小鼠（暴露于正常环境的GF小鼠）的microRNA水平又变得与正常小鼠很接近。

此外，行为学实验表明GF小鼠的社交等行为发生显著变化，而暴露于有菌环境的exGF小鼠的社交行为与正常小鼠较为接近（下图）。这说明肠道菌群引起的大脑变化在可以被逆转。

2. 差异表达的miRNA靶基因富集于神经发育相关通路

基于以上比较，对差异表达的miRNA进行靶基因预测，结果显示这些miRNA的靶基因富集于神经发育相关的通路。

3. 抗生素处理改变了正常大鼠的大脑miRNA表达

用抗生素处理杀灭正常大鼠的肠道微生物，同样发现大鼠仁核和前额叶皮层中一些microRNA的表达下降，且这些microRNA与无菌小鼠中低表达的microRNA一致。

因此研究人员猜测肠道微生物可以通过干预宿主大脑特定区域中microRNA的表达水平影响宿主的焦虑水平。

然而，这些肠道微生物调控大脑中microRNA的表达的机制尚不清楚。也许它们可以通过交感神经向大脑发送信号，又或许它们产生的副产物可以刺激免疫系统产生一些物质影响大脑中的microRNA的表达，具体机制仍待研究。

参考文献：

A. Hoban et al. Microbial regulation of microRNA expression in the amygdala and prefrontal cortex. Microbiome. 2017. doi: 10.1186/s40168-017-0321-3. 

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