肠道菌群驱动熊蜂的个体间记忆差异
导读
年11月25日，江南大学食品学院李莉博士后（一作）、赵伟教授（通讯作者）等在NatureCommunications（Q1，IF：14.）发表题为“Gutmicrobiomedrivesindividualmemoryvariationinbumblebees”的重磅研究性论文。
近年来，越来越多的研究表明肠道菌群可以通过肠-脑轴影响宿主的大脑和行为。特殊饮食干预、抗生素处理或疾病引起的菌群失衡及无菌状态都会影响宿主的学习记忆等认知行为。然而自然状态下健康个体的肠道菌群与认知能力的关系却少有研究。此外，菌群代谢产物在肠-脑互作中起着关键作用，肠-脑互作的机制研究是发现重要食品功能分子的新途径。
在该研究中，研究人员以熊蜂为研究模型，通过成熟的熊蜂视觉学习行为范式和宏基因组测序技术首先构建了健康个体记忆能力与肠道菌群的关系，发现一类乳酸菌（LactobacillusFirm-5）与记忆能力呈正相关。将其中的一株乳酸菌（L.apis）添加到食物中可以增强个体的记忆能力，而其他记忆不相关共生菌的添加不会影响宿主记忆。通过非靶代谢组检测，研究人员发现L.apis的补充可以提高血淋巴中多种甘油磷脂的含量。宿主补充其中增加最显著的甘油磷脂LPA(14:0)可以显著提高其记忆能力。最后，根据多组学、受体检测等研究结果，研究人员提出了一种可能的肠脑互作通路。
本文揭示了肠道共生菌及肠道磷脂代谢可以作为重要因素影响宿主记忆能力，为通过饮食补充益生菌和食品功能因子改善人类个体的认知能力提供了理论支持。
研究亮点
建立了肠道共生菌L.apis与宿主记忆能力的因果关系
发现L.apis可通过甘油磷脂代谢影响宿主记忆能力
提出了肠道通过甘油磷脂代谢调控记忆能力的通路
研究结论
某些肠道共生菌可提高宿主记忆能力，提示将来可通过饮食补充益生菌来改善人类个体的认知能力。
菌群的甘油磷脂代谢参与宿主的记忆增强，提示某些甘油磷脂可成为重要的可改善记忆能力的功能分子。
图文展示
图1：熊蜂个体的行为范式和肠道菌群组成
图2：个体长期记忆的保持与熊蜂肠道微生物的丰度相关，并且饮食补充L.apis可以强化长期记忆
图3：饮食补充L.apis影响宿主代谢物和熊蜂的神经受体基因表达
图4：肠道甘油磷脂的产生与记忆强化之间可能的通路
赵伟
赵伟，江南大学食品学院教授，博导，江南大学产业技术研究院副院长，研究方向：食品营养与健康。入选国家自然科学基金优秀青年科学基金，教育部新世纪优秀人才支持计划，国家市场监督总局食品评审中心特殊医学用途配方食品注册审评论证会专家组成员。近5年，主持国家自然科学基金、国家重点研发、教育部以及江苏省科技厅等国家和省级项目20多项，在NatureCommunications、MicrobiologyandMolecularBiologyReviews、ChemicalEngineeringJournal、GreenChemistry等期刊发表学术论文多篇，开展横向项目20余项，开发的预消化特医食品、糖尿病低GI特医食品、酶法提骨明胶、淀粉酶抑制剂、小麦水溶功能蛋白、糖苷酶抑制剂等功能蛋白质生物制备技术已在多家企业产业化，经济和社会效益显著。
李莉
李莉，江南大学食品学院博士后。博士毕业于伦敦大学玛丽皇后学院生物专业，主要研究方向为认知行为的神经生物学基础，肠道菌群与脑健康、食品功能分子。主持国家自然科学基金青年项目、江苏省自然科学基金青年项目和中国博士后科学基金项目。在NatureCommunications、ProceedingsoftheRoyalSocietyB等期刊发表重要研究论文。
长按