上海锐翌生物科技有限公司

服务电话:021-51001612

邮箱:support@realbio.cn

科研动态

Biological Psychiatry:肠道菌群,影响婴儿认知发育
发布时间:2018-01-16 17:16   点击率:
导读
以往对啮齿动物的研究发现,肠道细菌的数量和种类会影响宿主神经发育,从而进一步影响其探索沟通及认知能力。而对于人类神经大脑发育和体内细菌的关系,却鲜有研究。
 
本文对89个婴儿的体内肠道细菌与其早期学习能力、脑容量变化进行一年的追踪研究,发现肠道细菌对婴儿早期智力发育、认知能力有一系列影响,对临床研究具有一定现实意义。
 
 
文献ID
题目:Infant Gut Microbiome Associated with Cognitive Development
译名:婴儿肠道菌群与认知发育相关
期刊:Biological Psychiatry
年份:2017      IF=11.412
通讯作者:Rebecca C. Knickmeyer
单位:北卡罗来纳大学精神医学院
 
 
材料与方法
研究对象
89名1岁婴儿,进行持续一年的追踪研究
 
测序区域和平台
16S rDNA V1-V2区,Illumina MiSeq
 
认知能力测试
根据normative T-scores and percentiles和an Early Learning (cognitive) Composite 两个标准,对婴儿的智商从整体运动能力、精细运动能力、视觉接受能力、语言表达能力、语言理解能力五个方面进行量化。
 
 
研究成果
1、不同组之间认知能力分析
根据测序结果中优势菌属不同,将89个婴儿分为3组:C1--普氏菌,C2--拟杆菌,C3--瘤胃菌科。

主要集中分析1岁或2岁时的ELC分数,发现在2岁时不同组之间存在显著差异,C1显示最高性能,C2显示最低性能。

通过Mullen分数(用于测量认知能力)进一步分析与之相关的特定功能域,结果显示与接受语言和表达语言相关的区域在2岁不同组之间存在显著差异。
 

图1. 按照优势菌属分组结果
 

图2. 不同组之间认知能力分析结果
 
2、肠道菌群与区域脑容量分析
对Mullen分数最高的C2进行肠道菌群代谢分析,发现C2增加了辅酶因子和维生素的代谢,减少了细胞运动。具体表现为与生物素、硫辛酸、叶酸、泛醌等多种萜类化合物相关的基因上调,与细菌趋向性、鞭毛组装、细菌运动蛋白和细胞骨架蛋白相关的基因下调。

区域脑容量测试结果显示,在1岁时C2显示出最大右上枕脑回,C3最小;在2岁时C2显示出最小的两侧尾状核。

此外,在2岁时,肠道菌群α多样性较高的婴儿,整体综合得分较低,语言理解能力和表达能力较差。总结来说,肠道菌群明显影响婴儿的认知能力,尤其是语言理解能力和表达能力这两项。
 
表1. 部分菌群代谢分析结
 

图3. 肠道菌群与区域脑容量、认知能力分析结果
 
 
研究结论
通过聚类分析将婴儿分成3组,普氏菌占优势的C1,拟杆菌占优势的C2,瘤胃菌科占优势的C3。肠道菌群明显影响婴儿的认知能力,尤其是语言理解能力和表达能力这两项。
 
 
亮点
以往研究有指出,肠道细菌可以影响儿童自闭症和成年人抑郁症。但是都仅仅停留在表面。本文第一次研究肠道细菌是否可以影响神经大脑发育,经过一系列缜密实验,证实婴儿肠道细菌确实会影响其认知能力。这对肠道细菌对神经大脑的影响有了进一步阐述,具有科普、启发和现实意义。
 
本文只是一个初步的探索,背后藏着广阔的研究前景,如,细菌如何影响神经发育,如何对大脑产生影响,什么样的细菌群落有利于婴儿发育,可否通过改变肠道细菌来治疗一些精神疾病等等。相信经过一系列研究之后,人们对于肠道细菌与人类健康之间的关系,会有更深刻的认识,进而开始临床实验研究及治疗。