Во время беременности у мышей миллиарды бактерий и других микробов, которые живут в кишечнике матери, регулируют основные метаболиты важные для развития мозга здорового плода, сообщают биологи Калифорнийского университета 23 сентября в журнале Nature.
Для изучения влияния микроорганизмов кишечника на метаболиты и другие биохимические вещества, циркулирующие в материнской крови и питающие быстро развивающийся мозг плода, исследователи выращивали мышей, которым давали антибиотики для уничтожения кишечных бактерий, а также мышей, выращенных в стерильных лабораторных условиях.
"Истощение кишечной микробиоты матери с использованием обоих методов, одинаково нарушало развитие мозга плода", - сказала ведущий автор исследования, Хелен Вуонг.
Истощение кишечной микробиоты матери изменило то, какие гены были включены в развитие мозга развивающегося потомства, включая многие гены, вовлеченные в формирование новых аксонов внутри нейронов. В частности, аксоны, которые соединяют таламус мозга с его корой, были уменьшены в количестве и длине.
"Эти аксоны особенно важны для способности чувствовать окружающую среду", - сказала Вуонг. "Поэтому потомство от матерей, не имеющих кишечной микробиоты имело нарушения, в частности, сенсорного поведения".
Полученные данные свидетельствуют о том, что микробиота кишечника матери может способствовать развитию здорового мозга плода, регулируя метаболиты, которые попадают в мозг плода.
"Когда мы измеряли типы и уровни молекул в материнской крови, эмбриональной крови и мозге плода, мы обнаружили, что определенные метаболиты обычно снижались или отсутствовали, когда у матери отсутствовала микробиота кишечника во время беременности"
"Когда мы выращивали нейроны в присутствии этих метаболитов, они образовывали более длинные аксоны и большее количество аксонов. И когда беременные мыши получали ключевые метаболиты их уровень восстанавливался в мозге плода, а нарушения в развитии аксонов и в поведении потомства предотвращались", - рассказывает Вуонг.
"Микробиота кишечника обладает невероятной способностью регулировать многие биохимические процессы не только у беременной матери, но и в развивающемся мозге плода. Наши результаты также указывают на отдельные метаболиты, которые способствуют росту аксонов".
Результаты показали, что взаимодействие микробиоты с нервной системой начинается пренатально под влиянием кишечной микробиоты матери на мозг плода, по крайней мере, у мышей. Применимость результатов исследования к человеку до сих пор неясна.
"Мы пока не знаем, применимы ли результаты исследования к человеку, и если да, то каким образом", - сказала старший автор исследования, Элейн Сяо, доцент кафедры интегративной биологии и физиологии, а также микробиологии, иммунологии и молекулярной генетики в Колледже Калифорнийского университета (UCLA).
"Тем не менее, есть много нарушений нейроразвития, которые, как полагают, вызваны как генетическими, так и экологическими факторами риска, возникающими во время беременности. Наше исследование предполагает, что микробиота кишечника матери во время беременности также должна рассматриваться и дополнительно изучаться как фактор, который потенциально может повлиять не только на здоровье матери, но и на здоровье развивающегося потомства".
Сяо, Вуонг и коллеги сообщили в 2019 году, что серотонин и лекарственные препараты, нацеленные на серотонин, такие как антидепрессанты, могут оказать значительное влияние на микробиоту кишечника. В 2018 году Сяо и ее группа установили причинно-следственную связь между подверженностью эпилепсией и микробиотой кишечника и выявили специфические бактерии кишечника, которые играют важную роль в антиэпилептическом эффекте кетогенной диеты.
Оригинальная статья: https://www.nature.com/article...
