最近発表された研究では、 分子代謝研究者らは、 ビフィズス菌ブレーベ妊娠中の母親の腸内における の存在が胎児の脳代謝に及ぼす影響。
勉強： 母親の腸内ビフィズス菌ブレーベが無菌マウスの胎児脳の代謝を変化させる画像クレジット: Prostock-studio/Shutterstock.com
背景
胎児発育不全（FGR）は、妊娠中の胎盤機能不全により胎児が十分に発育できない重篤な疾患です。FGR は、運動機能障害、認知機能障害、学習障害、脳性麻痺などの出生後の神経発達異常を引き起こす可能性があります。
アスピリン、ヘパリン、シルデナフィルクエン酸塩などの薬物療法は、妊娠の結果に一貫性のない影響を与えます。したがって、FGR の副作用を回避または軽減するには、効果的な治療法が必要です。
腸内微生物叢は脳の機能や行動に影響を与える可能性があり、プロバイオティクスで母親の腸内微生物叢をターゲットにすると、周産期を通じて脳の発達に特に変化が生じる可能性があります。
研究について
本研究では、研究者らは、 ビフィズス菌ブレーベ 母親の腸内の UCC2003 は胎児の脳の発育と代謝の変化と一致していました。
研究者らは、無菌妊娠マウスに ビフィズス菌ブレーベ UCC2003。妊娠10、12、14日目に、C57BL/6Jマウスに再構成した凍結乾燥乳剤100mLを投与した。 B.ブレーヴェ (BIF グループ) または対照群 (PBS、GF グループ) を経口投与した。
研究チームは、逆転写、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（PCR）、細胞、代謝、軸索形成遺伝子の発現測定のために胎児脳リボ核酸（RNA）を分離した。
研究者らは、胎児の脳における分岐鎖アミノ酸の吸収と代謝に関与するトランスポーターのmRNAレベルと、胎児の脳組織におけるグルコーストランスポータータンパク質タイプ1（GLUT1）とGLUT3をコードする溶質キャリアファミリー2メンバー1（Slc2a1）遺伝子とSlc2a3遺伝子をそれぞれ測定した。
脳タンパク質を分離し、ウェスタンブロッティングを行い、胎児脳代謝物を核磁気共鳴 (NMR) 分光法で分析しました。性別決定領域 Y 遺伝子 (SRY) を検出することで胎児の性別が判明しました。
研究者らは、細胞の成長、増殖、生存、栄養吸収、樹状突起構造、神経細胞の発達と分化、アストログリア形成、細胞運命の移行など、脳の活動に関与するシグナル伝達経路を調査した。
研究者らは、胎児の脳から採取した溶解物中の低酸素誘導因子1α（HIF-1α）とHIF-2αのレベル、およびピルビン酸脱水素酵素キナーゼ1（PDHK1）の存在量を調べた。
彼らは、酸化リン酸化 (OXPHOS) 複合体を分析することによって、ミトコンドリアのアデノシン三リン酸 (ATP) 生成能力を評価しました。分析には、一般線形モデルと線形混合モデルを使用しました。
結果
母体コロニー化 ビフィズス菌ブレーベ 胎児の脳に重大な代謝変化を引き起こしました。特に、カルニチン、クエン酸、3-ヒドロキシイソ酪酸を含む 7 つの代謝物が胎児の脳で減少しました。これらの変化に伴い、グルコース輸送体のレベルが上昇し、分岐鎖アミノ酸の吸収が改善されました。
研究結果は、治療を受けたマウス胎児において、タンパク質の安定性、翻訳効率、分解速度の変化を伴い、樹状突起の分岐、細胞増殖、神経細胞の肥大が増加したことを示しています。
治療を受けたマウスの胎児脳では、フォークヘッドボックスタンパク質M1（Foxm1）およびサイクリン依存性キナーゼ1（Cdk1）遺伝子のレベルの低下、プレキシンA3（Plxna3）およびスリットガイダンスリガンド1（Slit1）のダウンレギュレーション、およびグルコーストランスポーターおよびL型アミノ酸トランスポーター1（LAT1）の発現の増加が明らかになりました。
Slc37a4 および溶質キャリアファミリー 16 メンバー 1、2、4、および 8 の mRNA レベルも同様に BIF グループの胎児脳で高かった。
治療を受けたグループの胎児は、総タンパク質含有量と呼吸鎖複合体 II のレベルが高かった。BIF 治療を受けたマウスの胎児の脳では、Achaete-scute ホモログ 1 (Ascl1) のレベルも増加した。 ビフィズス菌ブレーベ 母親の腸内では胎児の脳のミトコンドリアの酸化的リン酸化が増加した。
B.ブレーヴェ 短鎖脂肪酸を産生し、これが母親と胎児の迷走神経と血液脳関門の透過性に影響を与える可能性があります。さらに、細菌細胞外小胞 (BEV) の放出は宿主の免疫に影響を及ぼします。胎児の発達の変化は、BIF マウスの胎盤輸送迷路領域の構造的および機能的変化に関連している可能性があります。
結論
この研究では、特に母親のプロバイオティクスの経口摂取が ビフィズス菌ブレーベ妊娠中のホルモンバランスの乱れは胎児の器官形成に大きな影響を与え、脳の代謝、細胞の発達、軸索形成経路に影響を及ぼします。
ビフィズス菌は、微生物叢に焦点を当てた療法を通じて妊娠中の健康と胎児の発育を改善することができます。
試験管内および動物実験によりメカニズムを解明できる一方、構造および組織学的分析により細胞分裂、細胞死、軸索発達の変化を判定できる可能性がある。行動研究を含む出生後の調査により、B. breve が神経認知に与える影響を評価できる可能性がある。
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