糞便移植で老ネズミの脳が若返る

糞便マイクロバイオーム移植（FMT）は、老化した脳を若い脳と同じように適応させる可能性がある。私たちの腸内微生物叢はうつ病のリスクと関連しており、私たちの性格形成にも役割を果たしている可能性があります。しかし、FMT体験を通じて若い動物の腸内マイクロバイオームを与えられた老マウスの脳の可塑性が改善されたことが初めて研究で示された。これは、通常は小児期にのみ治療が成功する弱視（怠惰な目としても知られる）などの症状を、彼らが克服できることを示唆しています。

「この研究は、微生物群集が、可塑性が高まる発達の窓が開いたり閉じたりする時期を定義することで、脳の発達の臨界期を調節するのに役立つことを示しています」と、この研究には関与していないノルウェーのオスロメトロポリタン大学のパリサ・ガザラニ氏は言う。「これは、腸内マイクロバイオームが、神経回路の成熟だけでなく、感覚経験、免疫活動、遺伝的プログラミングの形成を助ける、発達に積極的に関与している可能性があることを示唆しています。」

神経可塑性とは、脳自体を再構築する能力であり、子供の弱視などの症状は、強い目を一時的に覆うことで治療できることを意味します。これにより、脳は弱った目と新たな接続を強制され、全体的な視力が向上します。しかし、可塑性は若い年齢でピークに達し、思春期に脳が未使用の接続を自然に切り離すにつれて、先細りしていきます。

イタリア、ピサのサンタンナ高等研究大学院のパオラ・トニーニらは、腸内微生物叢が関与しており、成人後の脳の可塑性を促進するために操作できるかどうかを確認したいと考えた。

まず、生後21日のマウスに、水に溶かした高用量の広域抗生物質を10日間毎日与えたところ、未処理の水を飲んだ対照群のマウスと比較して、腸内微生物叢に大きな変化が見られた。これには、以下のような低レベルの細菌ファミリーが含まれます。 ラクノスピラ科神経保護特性を持つ短鎖脂肪酸の生成に関与します。

次に、各ラットの片目を 3 日間密閉しました。次に、研究者らがそれぞれの目の刺激に対する神経反応を画像化したところ、対照マウスのみが神経可塑性の証拠を示し、対照マウスの脳は開いたままの目の刺激により多く反応することが判明した。

変化の背後にある可能性を調査するために、研究チームはRNA配列決定を実行し、マウスの視覚野でどの遺伝子が切り替わったかを調べた。「抗生物質カクテルを投与された動物に劇的な変化が見られた」とトニーニ氏は言う。これらのマウスでは、対照マウスと比較して、1000 以上の遺伝子の発現が異なっていました。これらには、神経が保護鞘に包まれる髄鞘形成のプロセスや血液脳関門の透過性に関連する遺伝子が含まれていました。

最後に、研究チームは生後約30日のマウスの糞便微生物叢を生後4か月の成体マウスに移植し、対照群には他の成体からの移植を行った。若い微生物叢を与えられたマウスの脳だけが、目を閉じた実験に反応して神経可塑性を示した。

同じことが人々に当てはまるとしたら、その影響は非常に大きくなる可能性がある、とアイルランドのユニバーシティ・カレッジ・コーク校のハリエット・シェルケンズ氏は言う。「これは、マイクロバイオームが幼少期の脳の発達にとって重要であるだけでなく、晩年の学習、怪我後の回復、または老化や神経疾患の回復力の強化にも利用できることを示唆しています」と彼女は言う。「課題は、粗雑な微生物叢の移植に頼るのではなく、原因となる特定の微生物の代謝産物や菌株を特定することです。」

しかし、ガザラニ氏は、主に私たちの脳はより複雑であり、マイクロバイオームは食事やライフスタイルに大きく影響されるため、人々を直接推定するのは時期尚早であると述べています。

ガザラニ教授は、この研究はまた、幼少期の抗生物質への曝露、特に用量が高く長期間にわたる場合の潜在的な長期的な影響についても疑問を投げかけていると述べた。彼女は、「抗生物質は命を救うものであり、医学的に必要な場合には決して中止すべきではありませんが、これらの研究結果は、発達の重要な時期に抗生物質を賢明に使用することの重要性を裏付けています。」と述べています。

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