母亲的肠道菌群在孕期调控胎儿大脑的轴突发生，与触觉感受功能的正常发育有关

来源：奇点网

胎儿在母亲体内发育时，一切营养都来自于母亲，同样，有时候也会受到一些不利影响，例如孕期压力、感染和饮食习惯的变化，这些因素会不同程度地影响胎儿时期和出生之后的大脑发育和行为。

而这些影响，可能都是由邪恶的肠道微生物介导的。

在这些因素的影响下，母亲的肠道微生物紊乱，代谢失调，进而对胎儿造成影响。但假如没有这些因素，正常情况下，母亲的肠道微生物与胎儿的大脑发育有关吗？科学家对此还不得而知。

在最近的《自然》杂志上[1]，加州大学洛杉矶分校的研究人员给出了答案。他们通过小鼠实验发现，肠道微生物依然发挥着不可缺少的作用，母鼠肠道微生物在孕期可以通过调节进入小鼠大脑的代谢物质，来促进大脑的轴突发生，让小鼠有健康正常的触感的传导。

为了知道母亲的微生物是否影响胎儿大脑发育，研究人员先给备孕的鼠妈喂了抗生素，从受孕前到妊娠中期，鼠妈的肠道微生物都处于耗竭状态。在鼠宝发育到第14.5天的时候，大脑中333个基因的表达发生了改变，其中就包括很多和轴突发生有关的基因。

在对鼠宝丘脑皮层轴突进行评估后，果然发现轴突的体积和长度减少，同时，作为轴突标记物的神经细胞粘附分子L1的表达也出现下降，侧面印证了轴突发生受到了影响。

无特定病原体小鼠（SPF）、服用抗生素小鼠（ABX）和无菌小鼠（GF）后代14.5天时丘脑轴突表现

丘脑皮层轴突主要与感觉过程有关，它在体感皮层会和那里的神经元形成紧密的突触接触，介导感觉的传导[2]。

研究人员还是先用抗生素处理鼠妈，让它们从受孕前到胚胎发育第14.5天中肠道微生物耗竭，之后再把无特定病原体小鼠的微生物移植给它们。当鼠宝长成成年鼠之后，研究人员对它们进行了感觉方面的测试。

在压觉感受实验中，这些鼠宝相比普通小鼠，明显要施加更大的压力，才会知道要把被压的后爪撤回，明示了它们的触觉感受受损。而用胶粘住它们的前爪，这些鼠宝也要花更久的时间才能意识到“嗯？我被粘住了？”然后再把胶弄掉。

不过，它们和普通小鼠在弄掉胶上花费的时间没什么差异，说明这些鼠宝只是感觉能力受损，但运动能力没有受损。

SPF小鼠、ABX小鼠和GF小鼠在压觉感受实验（m）中撤回爪子时的压力值，以及胶粘实验中感觉到被粘（n）和去除胶（o）所花费的时间的对比

由这些实验的结果可以看出，在受孕和胚胎发育的过程中，母亲正常的肠道微生物在小鼠的大脑轴突发生中是起到重要作用的，介导了小鼠出生，甚至是成年后，触觉感受的传导。

接下来，研究人员在肠道微生物组中寻找起了应该重点关注的对象，他们发现，梭菌纲中的产芽孢（Sp）细菌在鼠妈中的定植成功消除了肠道微生物耗竭对鼠宝大脑基因表达和丘脑皮层轴突发生的影响。

在孕期，母体血液中的营养物质和生长因子支持着胚胎的生长发育，而上面的实验又表明，母亲的肠道微生物调节胚胎的大脑神经发育。因此，研究人员假设，母亲的肠道微生物是通过调节循环中的代谢物影响胚胎的。

他们分别对几种不同条件下生产的鼠妈的血液和鼠宝的脑裂解物的代谢谱进行了对比，结果在鼠妈血液中共鉴定出了753种代谢产物，鼠宝脑裂解物中鉴定出了567种。无特定病原体鼠妈和定植Sp菌的鼠妈血清代谢组特征相似，而无菌鼠妈和孕前服用抗生素的鼠妈相似，鼠宝间也是如此。

相对于无特定病原体和定植Sp菌鼠妈的鼠宝，无菌鼠妈和孕前服用抗生素鼠妈的鼠宝脑裂解物中22种代谢产物显著减少，其中有8种受到相似的差异化调节，生物利用度降低。

在这些代谢产物中，氧化三甲胺（TMAO）、N,N,N-三甲基-5-氨基戊酸（TMAV）、丙酸咪唑（IP）、3-硫酸吲哚酚（3-IS）和马尿酸盐（HIP）减少得最明显，都在一半以上，而在Sp菌定植后得到恢复。同样，如果给服用过抗生素的鼠妈补充这些代谢产物，也可以像定植Sp菌一样改善鼠宝的轴突发生，避免了它们成年后的感觉受损。

几种代谢产物的在SPF小鼠、ABX小鼠、GF小鼠和定植Sp菌小鼠（Sp）后代中的对比

总的来看，这项研究在小鼠中证明了，母亲肠道微生物对胎儿的神经系统发育存在影响，这种影响是通过肠道微生物的代谢产物实现的。

研究人员认为，这项研究提示我们，怀孕期间，母亲的肠道微生物健康应该受到重视，它可能不仅影响母亲的健康，也影响后代的发育[3]，未来，需要在人类中进一步复制这个研究成果，这也是我们更全面地认识胎儿神经发育的一条必经之路。