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金珊教授团队揭开肠道微生物影响果蝇行为产生的面纱

作者:   编辑:鲜文涛    来源:生命科学学院 省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室  发布时间:2021/04/16

近日,湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室金珊教授团队,在Nature Communications(IF:12.121)杂志以第一署名单位发表题为“Gut Microbiome Modulates Drosophila Aggression through Octopamine Signaling”(《肠道微生物组通过章鱼胺信号调控果蝇攻击行为》)的研究文章,博士研究生贾艺聪为第一作者。

在人体的肠道内寄生着100~1500种、近100万亿个细菌,其数量是人体细胞总数的10倍。肠道微生物群与大脑之间有着密切的关联,它与大脑之间的交流能够影响焦虑、认知、痛觉和社会互动等行为。该研究通过构建无菌果蝇模型,探索了果蝇肠道微生物对宿主的攻击行为、运动行为和求偶行为的影响。深入研究了肠道微生物调控果蝇行为输出的神经机制,并分析了果蝇肠道微生物的组成以及不同种类微生物的定植对果蝇行为的影响(如图)。该文章对揭示肠道菌群影响宿主行为输出的方式具有重要意义。

肠道微生物调节雄性果蝇间的攻击行为

该研究发现,相比于正常饲养的有菌果蝇,无菌果蝇的攻击行为有所减少,产生的潜伏期也延长了。然而肠道微生物组的代谢产物或菌体蛋白的引入,都无法有效地提升无菌果蝇攻击行为的产生,只有活体的肠道微生物才能有效挽回无菌果蝇的攻击行为。肠道微生物是否特异地影响果蝇的攻击行为?金珊教授团队又检测了无菌果蝇与有菌果蝇在其他行为方面的差异,发现肠道微生物的有无并不会影响运动和睡眠行为。除此之外,该研究还检测了肠道菌群对果蝇Tdc2神经元的早期发育影响,发现肠道微生物群促进幼年果蝇的Tdc2神经细胞发育,从而增强果蝇的攻击行为产出。

金珊教授表示,研究肠道微生物与宿主行为之间的关系,极大地丰富了我们对于肠道微生物在人体中所起到作用的认识,一定程度揭开了肠道微生物影响宿主行为产生的神秘面纱,为靶向肠道微生物改善人体行为健康的治疗方式提供了重要理论依据。

据悉,金珊教授团队一直从事果蝇遗传学研究。近年来,该团队以湖北大学为通讯作者单位,在Nature Communications、Development及Disease Models & Mechanisms等国际权威期刊上发表多篇高水平论文。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-23041-y

(审稿:谢玉平)


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