项目文章

肠道微生物能改进术后记忆力衰退

前言

上海交通大学医学院附属仁济医院苏殿三教授为通讯作者在 Brain, Behavior, and Immunity 杂志(IF=6.633)发表题为「Intestinal dysbacteriosis mediates the reference memory deficit induced by anaesthesia/surgery in aged mice」的研究论文,该研究报道了肠道微生物对手术后记忆力衰退起到重要作用。文章中微生物多样性测序由欧易生物完成。
 
欧易生物,基因芯片,生物芯片,基因测序,高通量测序,二代测序,三代测序,酵母文库,生物信息学,转录组,基因组,蛋白质组,甲基化,代谢组学,蛋白检测单细胞测序,核体系酵母文库构建,基因组de novo测序,蛋白质组定量分析,靶向代谢组学, 2b-RAD简化基因组 ,微生物多样性测序
 
基本信息

文章标题:Intestinal dysbacteriosis mediates the reference memory deficit induced by anaesthesia/surgery in aged mice

发表期刊:Brain, Behavior, and Immunity

影响因子:6.633

涉及的欧易生物服务产品:微生物多样性测序(16S rRNA 测序,V3-V4 区,引物 338F/806R)


 
研究背景

术后认知功能障碍 (POCD) 与发病率和死亡率的增加有关,可发生在任何年龄阶段,但在老年患者中最为常见。POCD 是一个重要的临床问题,其发病机制尚不清楚。以往的研究表明,肠道菌群会影响认知功能和行为,而手术期因素,包括手术本身、抗生素、阿.片类药物或酸诱导药物,都会影响肠道菌群。至今 POCD 和肠道微生物的关系尚不清楚。

 
研究内容

作者利用 Morris 水迷宫测试老年小鼠麻醉手术后的记忆力,并用 16S rRNA 测序揭示麻醉手术后肠道细菌的详细变化,并给予复合抗生素和益生菌治疗,以证实肠道微生物在 POCD 发生发展中的作用。
 
欧易生物,基因芯片,生物芯片,基因测序,高通量测序,二代测序,三代测序,酵母文库,生物信息学,转录组,基因组,蛋白质组,甲基化,代谢组学,蛋白检测单细胞测序,核体系酵母文库构建,基因组de novo测序,蛋白质组定量分析,靶向代谢组学, 2b-RAD简化基因组 ,微生物多样性测序
Morris 水迷宫测试老年小鼠麻醉/手术后的记忆力

研究思路
 
欧易生物,基因芯片,生物芯片,基因测序,高通量测序,二代测序,三代测序,酵母文库,生物信息学,转录组,基因组,蛋白质组,甲基化,代谢组学,蛋白检测单细胞测序,核体系酵母文库构建,基因组de novo测序,蛋白质组定量分析,靶向代谢组学, 2b-RAD简化基因组 ,微生物多样性测序
 
研究结果

1. 麻醉手术对老年小鼠记忆力造成损害

小鼠手术后休息两天,Morris 水迷宫测试老年小鼠麻醉/手术后的记忆力,发现对照组和手术组的游泳速度相当,但是手术组的目标象限偏好受到显著影响,说明麻醉手术对老年小鼠记忆力造成了损害。

 
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图 1 | 麻醉/手术损害了老年小鼠的记忆力

2. 麻醉手术改变了老年小鼠的肠道微生物

作者通过 16S rRNA 测序的数据揭示了麻醉手术后肠道细菌的详细变化。发现麻醉手术会引起肠道菌群失调。失调的细菌属于 18 个科 37 个属。

 
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图 2 | 麻醉/手术引起的肠道菌群失调

3. 复合抗生素减轻麻醉手术对记忆力的负面影响

为了确认麻醉手术后记忆力改变是由肠道微生物群的变化引起的,作者首先使用复合抗生素消除肠道微生物群。与单纯手术组相比,抗生素+手术组的小鼠重新获得了对目标象限的偏好,而仅手术组的偏好仍然受到影响。表明,复合抗生素治疗减轻了麻醉手术对记忆力的负面影响。

 
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图 3 | 复合抗生素减轻麻醉/手术对记忆力的影响

4. VSL#3 益生菌预处理减轻手术/麻醉对记忆力的负面影响

益生菌通常用于纠正肠道菌群失调。给予 VSL#3 的小鼠表现出与对照组相似的对目标象限的偏好。同时,VSL#3+手术组的小鼠可以显著逆转手术对目标象限偏好的影响。表明,VSL#3 减轻了麻醉手术对记忆力的负面影响。

 
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图 4 | 用益生菌 (VSL#3) 预处理减轻麻醉/手术对记忆力的影响

5. 定量分析

对 37 种差异的细菌中 22 种常见细菌进行 qRT-PCR,发现有 8 种肠道菌群可能对麻醉手术后的记忆力起关键作用。

 
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图 5 | qRT-PCR 验证,8 种细菌在麻醉手术后发生了变化,使用益生菌 (VSL#3) 预处理后恢复到正常水平
 
研究结论

综上所述,作者发现肠道微生物群的变化是老年小鼠麻醉/手术后参考记忆改变的关键。因此,肠道微生物群可能成为预防 POCD 的一个新的治疗靶点。
 
编者按

本文使用了 Morris 水迷宫测试+16S rRNA 测序+qRT-PCR 技术,探索了肠道微生物失调对麻醉手术引起记忆力障碍的介导作用。首次表明麻醉手术导致老年小鼠认知能力下降与肠道微生物群的特定变化有关。
 
参考文献

Jiang X L, Gu X Y, Zhou X X, et al. Intestinal dysbacteriosis mediates the reference memory deficit induced by anaesthesia/surgery in aged mice. Brain Behav Immun 2019; 80:605-615.

 
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