神経発生：マウスにおいて母体のマイクロバイオームは胎仔の神経発生を調節する
Nature 586, 7828 doi: 10.1038/s41586-020-2745-3
母体の腸マイクロバイオームの「ディスバイオーシス」は妊娠中の感染、食餌の変化、ストレスなどの負荷に対する応答として生じ、これが子の脳機能や行動の異常と関連することを示す報告が増えてきている。しかし、母体の腸マイクロバイオームが、出生前の重要な期間中や環境からの負荷がない状態において、神経発生に影響を及ぼすかどうかは分かっていない。今回我々は、マウスで、母体の腸マイクロバイオームの除去や選択的再構築が胎仔の神経発生に影響を及ぼす仕組みを調べた。抗生物質で処理した母マウスや無菌の母マウスの胚では、細胞外因性因子に応答して、軸索形成に関連する遺伝子群の脳での発現の低下、視床皮質での軸索の減少、視床での軸索伸長障害が見られた。マイクロバイオームを除去した母マウスに対して、限定的な細菌集団を定着させたノトバイオートでは、胎仔脳での遺伝子発現の異常と視床皮質の軸索形成の異常が防がれた。メタボロームのプロファイリングからは、母体のマイクロバイオームが母体の血清や胎仔の脳で非常に多くの低分子を調節していることが明らかになった。選択的な微生物相依存的代謝物は、胎仔視床外植片からの軸索伸長を促進した。さらに、これらの代謝物を母体に補充すると、胎仔の視床皮質で軸索の減少が起こらなかった。妊娠中に母体のマイクロバイオームや微生物代謝物を操作すると、成体となった仔では、2つの嫌悪的な体性感覚行動課題において触覚感度の変化は見られたが、他の多くの感覚運動行動に明らかな差異は見られなかった。まとめると我々の知見は、母体の腸マイクロバイオームは胎仔の視床皮質の軸索形成を促進しており、それがおそらく、微生物によって調節される代謝物の発生中の脳のニューロンへのシグナル伝達を介して起こることを示している。
