Science子刊揭示了肠道微生物群与儿童大脑发育和功能的关系

新出现的证据表明，肠道微生物群与认知结果和神经发育障碍有关，但肠道微生物代谢对典型神经发育的影响尚未得到详细探讨。

Wellesley学院的研究人员与其他机构合作，已经证明肠道微生物组的差异与健康儿童的整体认知功能和大脑结构有关。这项研究今天发表在《科学进展》杂志上，是由美国国立卫生研究院资助的“环境对儿童健康结果的影响”(ECHO)项目的一部分。这项研究调查了381名健康儿童的这种关系，这些儿童都是罗德岛普罗维登斯的RESONANCE队列的一部分，为儿童早期发展提供了新的见解。

主要结论:

• 这项研究揭示了儿童肠道微生物群与认知功能之间的联系。特定的肠道微生物种类，如Alistipes obesi和Blautia wexlerae与更高的认知功能有关。相反，像这样的物种瘤胃球菌属gnavus在认知能力得分较低的儿童中更为普遍。

• 该研究强调了微生物基因在影响认知能力方面的作用，特别是那些参与短链脂肪酸等神经活性化合物代谢的基因。

• 先进的机器学习模型展示了肠道微生物谱预测大脑结构和认知表现变化的能力，突出了神经发育早期检测和干预策略的潜力。

• 这项研究是了解儿童肠道生物群落与认知功能之间关系的重要的第一步。通讯作者Vanja Klepac-Ceraj指出:“这项针对单一人群的研究提供了令人兴奋的假设，我们现在想在其他环境中进行测试。”

是什么让这项研究变得新颖?

这项研究首次对健康儿童正常神经认知发育中的肠-脑-微生物轴进行了研究。整合多变量线性和机器学习模型来分析肠道微生物群特征与神经发育之间的复杂关系是一种创新。这些模型不仅建立了肠道微生物群与认知功能的关联，而且还基于早期生命微生物谱预测了未来的认知表现。

公共卫生相关性:

这一发现为开发神经认知和大脑发育的生物标志物铺平了道路。这项研究可能会导致早期发现发育问题和干预措施，有可能减轻长期的认知挑战。它强调了儿童早期肠道健康的重要性，建议父母和医疗保健提供者考虑饮食和生活方式。此外，这项研究标志着在制定可以在实验和动物模型中进行测试的假设方面迈出了第一步。

韦尔斯利学院在这项研究中发挥了至关重要的作用。生物科学系的Klepac-Ceraj实验室在微生物组分析和认知评估方面提供了必要的专业知识。这项研究的主要作者Kevin Bonham博士和Guilherme Fahur Bottino博士率先进行了数据分析。该学院致力于跨学科合作，有助于开展这项复杂的研究。