基于“菌-肠-脑”轴研究母婴分离对前额叶皮层功能的影响及逍遥散的干预作用

The “left behind children” phenomenon is a serious social issue in China, depriving the relationship between parents and children will lead to delayed development of the central nerve system (CNS), and impair the cognitive functions associated with prefrontal cortex (PFC). However, the underlying mechanism remains unclear. Research over the past few years reveals that the gut microbiome plays a role in basic neurogenerative processes and also modulates many aspects of animal behavior such as anxiety, depression, autism spectrum disorder (ASD), and cognition. In this study, we use mouse maternal separation model to illuminate whether and how maternal separation in early life affects functions in PFC, and what the underlying cellular and molecular mechanism is, and the intervention effect of Xiao Yao San on the rat model of maternal separation through “microbiota-gut-brain” axis. The present study will provide a better understanding of the pathogenesis of maternal separation on brain development and PFC cognitive functions.

在我国，“留守儿童”已经成为一个突出的社会问题。婴幼儿与父母长期分离导致大脑发育延缓，前额叶皮层认知功能受损，严重情况下导致精神障碍，其神经机制尚不清楚。前人发现，肠道菌群在大脑发育过程中发挥重要作用，甚至调节行为表现，如焦虑、抑郁、自闭和认知功能。本项目拟采用小鼠母分离模型，应用生物信息学、免疫组织化学、电生理学、行为学等多种技术，研究母婴分离对肠道菌群与前额叶皮层功能的影响及其分子机制，观察与之相关的行为学改变及逍遥散的干预作用。本工作有助于深入理解母婴分离对大脑发育与认知功能的危害，并为改善和治疗此类精神心理疾病提供理论基础。

“留守儿童”在我国已经成为一个突出的社会问题。婴幼儿与父母长期分离导致大脑发育延缓，前额叶皮层认知功能受损，严重情况下导致精神障碍，其神经机制尚不清楚。前人发现，肠道菌群在大脑发育过程中发挥重要作用，甚至调节行为表现，如焦虑、抑郁、自闭和认知功能。本项目拟采用小鼠母分离模型，应用生物信息学、免疫组织化学、电生理学、行为学等多种技术，研究母婴分离对肠道菌群与前额叶皮层功能的影响及其分子机制，观察与之相关的行为学改变及逍遥散的干预作用。我们发现，母婴分离会导致小鼠子代社交缺陷和焦虑行为，并伴随着肠道菌群的改变。通过肠道菌群移植，我们证实肠道菌群在母婴分离导致行为异常过程中发挥了关键作用，同时，我们的结果显示，母婴分离会导致罗伊氏乳杆菌显著降低，补充罗伊氏乳杆菌可缓解母婴分离导致的行为异常。此外，通过代谢组和转录组分析，我们发现母婴分离改变了肠道和血清中代谢产物水平变化，并改变了前额叶皮层的转录组水平。最后，我们利用逍遥散为药物干预，发现逍遥散可恢复肠道菌群，修复前额叶皮层功能障碍，从而改善母婴分离导致的行为异常。本工作有助于深入理解母婴分离对大脑发育与认知功能的危害，并为改善和治疗此类精神心理疾病提供理论基础。