Študija raziskuje molekularne povezave med genetiko,

črevesni mikrobiom in spomin Nova študija je med prvimi, ki je odkrila molekularne povezave med genetiko, črevesni mikrobiom in spomin v mišjem modelu, vzrejenem tako, da spominja na raznolikost človeške populacije.

Čeprav so bile že prej ugotovljene mučne povezave med črevesnim mikrobiomom in možgani, skupina raziskovalcev iz dveh nacionalnih laboratorijev ameriškega ministrstva za energijo je odkrila nove dokaze o oprijemljivih povezavah med črevesjem in možgani. Ekipa je identificirala laktat, molekula, ki jo proizvajajo vse vrste enega črevesnega mikroba, kot ključni molekularni sel, ki krepi spomin. Delo je bilo objavljeno 17. aprila v reviji BMC Microbiome.

Naša študija kaže, da bi lahko mikrobiom sodeloval z genetiko, da bi vplival na spomin. "

Janet Jansson, mikrobiološki ekolog v Pacific Northwest National Laboratory in ustrezni avtor študije

Znanstveniki vedo, da miši, ki so bile nahranjene z mikrobi, ki koristijo zdravju, imenovani probiotiki, doživite več pozitivnih koristi. Znanstveniki tudi vedo, da mikrobi proizvajajo molekule, ki potujejo po krvi in ​​delujejo kot kemični posredniki, ki vplivajo na druge dele telesa, vključno z možgani. Vendar pa do zdaj ni bilo jasno, kateri specifični mikroorganizmi in mikrobni molekularni prenosniki bi lahko vplivali na spomin.

"Izziv je, da edinstvena genetska sestava miši in okoljski pogoji vplivajo tudi na njen spomin in mikrobiom, "je dejal Antoine Snijders, bioznanstvenik v nacionalnem laboratoriju Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) in sooblikovalec. "Če želite vedeti, ali je mikrobna molekula vplivala na spomin, razumeti smo morali interakcijo med genetiko in mikrobiomom. "

Vpliv mikrobioma na spomin je zdaj zelo aktivno raziskovalno področje, je dodal, z več kot 100 prispevki, objavljenimi v zadnjih petih letih o povezavah med običajnimi probiotiki in spominom.

Miška genetika vpliva na spomin in črevesni mikrobiom

Preden so začeli loviti molekule, ki bi lahko vplivale na izboljšanje spomina, Jansson, Snijders in njihovi kolegi so morali ugotoviti, kako genetika vpliva na spomin.

Raziskovalci so začeli z zbirko miši, imenovano Collaborative Cross. Vzredili so 29 različnih sevov miši, ki posnemajo genetsko in fizično raznolikost človeške populacije. Vključuje miši različnih velikosti, barve in oblika plašča (npr. plašen ali drzen). Raziskovalci poznajo tudi sekvence genoma vsakega seva.

Prvič, ekipa je vsakemu sevu miši dala test spomina. Nato so vsak sev pregledali glede genetskih variacij in te razlike povezali z rezultati spomina. Odkrili so dva niza genov, povezanih s spominom. Eden je bil niz novih genov kandidatov za vplivanje na spoznanje, medtem ko je bil drugi niz genov že znan.

Naslednji, raziskovalci so analizirali črevesni mikrobiom vsakega seva, da bi lahko vzpostavili mikrobne povezave z genetiko in spominskimi povezavami, ki so jih že imeli. Ugotovili so štiri družine mikrobov, ki so bili povezani z izboljšanim spominom. Najpogostejša med njimi je bila vrsta Lactobacillus, L. reuteri.

Če želite preizkusiti to povezavo, raziskovalci so krmili L. reuteri miši brez kalčkov brez črevesnih mikrobov in nato testirali spomin miši. Ugotovili so znatno izboljšanje v primerjavi z miši brez kalčkov, ki niso bili hranjeni z mikrobi. Enako izboljšanje so ugotovili tudi, ko so miši brez kalčkov hranili eno od dveh drugih vrst Lactobacillus.

"Medtem ko so že poročali o povezavi med laktobacili in spominom, neodvisno smo ga našli tudi na tem nepristranskem genetskem zaslonu, "Snijders je dejal." Ti rezultati kažejo, da genetske variacije v veliki meri nadzorujejo spomin, pa tudi razlike v sestavi črevesnega mikrobioma med sevi. "

Prehrana in probiotiki krepijo spomin

Končno, raziskovalci so želeli ugotoviti, katere molekule, povezane z mikrobi, bi lahko bile vključene v izboljšanje spomina. Analizirali so blato, krvi in ​​možganskega tkiva miši brez kalčkov, od katerih je vsaka hranila določeno vrsto laktobacilov. Laktat je bil eden od pogostih presnovnih molekularnih stranskih proizvodov; je tudi molekula, ki jo proizvajajo vsi sevi Lactobacillus.

Ekipa je krmila laktat miši, za katere je bilo prej ugotovljeno, da imajo slab spomin, in opazila, da se je njihov spomin izboljšal. Miši, ki so jih hranili laktatni ali mikroorganizmi Lactobacillus, so imeli tudi povečano raven gama-aminomaslene kisline (GABA), molekularni sel, povezan z nastankom spomina v njihovih možganih.

Da bi ugotovili, ali lahko isti molekularni mehanizem velja tudi pri ljudeh, raziskovalci so stopili v stik s Paulom Wilmesom, na Univerzi v Luksemburgu, ki je razvil droben čip, ki posnema, kjer mikrobi sodelujejo s človeškim črevesnim tkivom. Ko sta Wilmes in njegovi kolegi testirali L. reuteri v tem čipu, videli so, da laktat, ki ga proizvajajo mikrobi, potuje skozi človeško črevesno tkivo, kar kaže, da bi lahko vstopil v krvni obtok in potencialno potoval v možgane.

"Čeprav ta raziskava krepi idejo, da prehrana, genetika, in vedenje-kot spomin-povezano, potrebno je nadaljnje delo, da se pokaže, ali lahko laktobacili izboljšajo spomin pri ljudeh, "Je rekel Jansson.

Snijders se je strinjal, in dodal, da bi lahko nekega dne uporabili probiotike za izboljšanje spomina pri ciljnih populacijah, kot so ljudje z učnimi težavami in nevrodegenerativnimi motnjami.

• Spremembe črevesnega mikrobioma bi lahko izboljšale rezultate raka pri kadilcih
• Prebojna študija kaže, da lahko test s tekočo biopsijo varno odkrije 26 nediagnosticiranih rakov