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文獻(xiàn)導(dǎo)讀很多研究表明，MGB（菌群-腸-腦）軸的紊亂可能與 SCZ（精神分裂癥）的發(fā)生有關(guān)。為了解決腸腦軸的發(fā)育與精神分裂癥有關(guān)，本文采用16S rRNA的方法來比較 SCZ 患者和健康對(duì)照(HCs)的腸道微生物群落，以評(píng)估微生物微生態(tài)失調(diào)是否與精神分裂癥發(fā)作或精神分裂癥癥狀的嚴(yán)重程度有關(guān)。然后，將SCZ患者的腸道菌群移植到GF小鼠中，以檢測(cè) SCZ 相關(guān)的行為表型是否可通過其腸道菌群傳播。最后，為了獲得微生物活性的功能等參數(shù)，對(duì)攜帶 SCZ 腸道菌群和 HC的腸道菌群的小鼠樣本進(jìn)行了宏基因組和代謝組學(xué)比較分析，以確定紊亂的腸道菌群調(diào)節(jié)宿主生理和行為的潛在機(jī)制途徑。
文獻(xiàn)信息英文標(biāo)題：The gut microbiome from patients with schizophrenia modulates the glutamate-glutamine-GABA cycle and schizophrenia-relevant behaviors in mice 中文標(biāo)題：精神分裂癥患者腸道微生物組調(diào)節(jié)小鼠谷氨酸-谷氨酰胺-GABA循環(huán)和精神分裂癥相關(guān)行為. IF：11.511 年份：6 February 2019 期刊：SCIENCE ADVANCES DOI：10.1126/sciadv.aau8317 通訊作者：Peng Xie email：xiepeng@cqmu.edu.cn (P.X.)
文獻(xiàn)內(nèi)容1.實(shí)驗(yàn)方法及材料63例精神分裂癥患者，69例健康對(duì)照 糞菌DNA 提取、聚合酶鏈反應(yīng)擴(kuò)增和 Illumina MiSeq 測(cè)序 16S rRNA測(cè)序分析（V3，V4區(qū)域) FMT（糞菌移植實(shí)驗(yàn)），將精神病患者和健康對(duì)照的糞便菌群移植到無菌小鼠 無菌小鼠行為測(cè)試（曠場(chǎng)試驗(yàn)；社交能力與社交新奇偏好測(cè)驗(yàn)；PPI 檢測(cè)；Y-maze；強(qiáng)制游泳試驗(yàn)；） FMT模型的代謝組比較 糞便的宏基因組分析 統(tǒng)計(jì)分析（SPSS軟件）
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
SCZ 與腸道微生態(tài)失調(diào)有關(guān)，這與在重度抑郁癥 (MDD) 中觀察到的不同。這種改變可導(dǎo)致與 SCZ 相關(guān)的宿主腸-腦軸代謝和神經(jīng)行為改變。主要流程如上圖。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果本文比較了精神分裂癥病人和健康個(gè)體腸道菌群在OTU水平上的差異，發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者的腸道微生物組成alpha多樣性（Chao指數(shù)和Shannon指數(shù)）都低于正常對(duì)照組。 對(duì)SCZ和HC之間的腸道菌群組成進(jìn)行β多樣性分析，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)組的從目水平到OTU水平，都有一定的分離，門和綱水平也有分離的趨勢(shì)。 為進(jìn)一步確定負(fù)責(zé)區(qū)分 HC 和 SCZ 患者的腸道菌群，本文作者進(jìn)行了線性判別分析效應(yīng)量 (LEfSe)分析，鑒定到了77個(gè)OTU是區(qū)分兩個(gè)組的。23個(gè)OTU在SCZ中是增加的，其余 54 種 OTU 在 SCZ 患者中相對(duì)于 HC 受試者減少，且在 SCZ 中觀察到的改變的腸道微生物組成與我們?cè)谝钟舭Y中觀察到的腸道微生物組變化具有特異性（有一定的聯(lián)系）。 用關(guān)聯(lián)分析鑒定哪些微生物與精神分裂癥的嚴(yán)重程度（PANSS）相關(guān)，然后為了確定關(guān)鍵的判別微生物標(biāo)志物，基于不同腸道微生物的相對(duì)豐度進(jìn)行了逐步回歸分析。該分析顯示，SCZ 和 HC 受試者之間最顯著的偏差發(fā)生在氣球菌科（Aerococcaceae），雙歧桿菌科 （Bifidobacteriaceae），布魯氏菌科（Brucellaceae），巴斯德菌科（Pasteurellaceae）, 和理研菌科（Rikenellaceae）。 ROC分析顯示，該微生物組能夠區(qū)分 HC 受試者與 SCZ 患者，AUC為 0.769，提示該微生物組作為SCZ的潛在診斷價(jià)值。
動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)FMT實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，移植 SCZ 患者微生物群的小鼠表現(xiàn)出多動(dòng)，焦慮和抑郁行為減少，以及驚嚇反應(yīng)增加，這表明 SCZ 微生物群受體小鼠的紊亂的微生物組成與 SCZ 小鼠模型的幾種內(nèi)表型特征相關(guān)（見討論）。 為了鑒定上述分析得到的核心菌是否在腸道中定植，作者對(duì)精神分裂小鼠與h正常小鼠的腸道菌群進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩者組成有很大差異。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)Aerococcaceae（氣球菌科），Rikenellaceae（理研菌科），以及它們的組合微生物標(biāo)記物可以完全區(qū)分 SCZ 微生物群受體小鼠與它們的 HC 對(duì)應(yīng)物，AUC為1，這兩個(gè)標(biāo)記物在SCZ的病人以及移植他們糞便的受體小鼠都是存在的。
非靶向代謝組測(cè)序，確定是否腸道微生物組調(diào)節(jié)的代謝是否與改變的菌-腸-腦MGB 軸平行。結(jié)果證明，從 SCZ 微生物群受體小鼠獲得的糞便、血清和海馬樣本的代謝組學(xué)圖譜與 HC 微生物群受體小鼠有實(shí)質(zhì)性差異。 具體地說，SCZ受體小鼠血清和海馬體中谷氨酰胺升高，糞便和海馬體中谷氨酸減少，海馬體中 GABA 增加。血清谷氨酸和 GABA，以及糞便 GABA 在兩組間無差異。HC 和 SCZ 受試者的這三種代謝物在皮層中觀察到顯著差異，從而證實(shí)觀察到的代謝紊亂局限于富含谷氨酸的腦區(qū)與 SCZ 中谷氨酸-谷氨酰胺-GABA 破壞最相關(guān)，這與觀察到的行為內(nèi)表型相關(guān)。功能聚類分析顯示，這些差異表達(dá)的糞便、血清和海馬代謝物一致參與氨基酸代謝。
總之，這些宏基因組和代謝組學(xué)研究結(jié)果表明，腸道微生物群的改變可能通過 MGB 氨基酸和脂質(zhì)代謝途徑與 SCZ 病理生理相關(guān)。 研究意義人類 SCZ（精神分裂癥）糞便微生物組轉(zhuǎn)移至小鼠導(dǎo)致的腸道微生物變化并導(dǎo)致了 SCZ 相關(guān)行為的發(fā)作，這些 SCZ 相關(guān)行為是 SCZ嚙齒類動(dòng)物模型的特征，并伴隨著腸-腦軸代謝變化。研究發(fā)現(xiàn)為通過 MGB （菌群-腸-腦）軸理解 SCZ 的機(jī)制提供了一個(gè)新的框架，并可能導(dǎo)致新的診斷和治療策略。 原文獻(xiàn)及參考文獻(xiàn)1.點(diǎn)擊查看原文 2.J. Long, G. Huang, W. Liang, B. Liang, Q. Chen, J. Xie, J. Jiang, L. Su, The prevalence of schizophrenia in mainland China: Evidence from epidemiological surveys. Acta Psychiatr. Scand. 130, 244–256 (2014). 深度基因小伙伴溫馨提示:如果我們對(duì)文章理解有偏差，非常歡迎大家向我們反饋，我們會(huì)認(rèn)真閱讀建議并修改，另外有意愿加入我們的小團(tuán)隊(duì)的老師和同學(xué)可發(fā)送郵件至我們的郵箱：deepgener@gmail.com 祝大家科研順利，生活開心！ 想要了解更多內(nèi)容請(qǐng)?jiān)L問我們的深度基因網(wǎng)站：http://deepgener./
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