장내 미생물과 뇌 사이의 소통을 밝히는 새롭고 강력한 도구
날짜:
2023년 1월 13일
원천:
베일러 의과 대학
요약:
이 실험실 프로토콜은 연구원들에게 장과 뇌 사이의 복잡한 교통 시스템과 건강과 질병에 미치는 영향을 이해하기 위한 로드맵을 제공합니다.'
지난 10년 동안 연구원들은 장-뇌 축으로 알려진 위장관의 미생물과 뇌 사이에서 발생하는 양방향 통신의 중요성을 인식하기 시작했습니다. 이러한 "대화"는 이러한 기관이 작동하는 방식을 수정할 수 있으며 과학자가 이해를 얻기 위해 분리하기 어려운 미생물 및 뇌에서 파생된 화학 신호의 복잡한 네트워크를 포함합니다.
베일러 의과대학 및 텍사스 어린이 병원의 병리학 및 면역학 강사인 토마스 D. 호바스(Thomas D. Horvath) 박사는 "현재 어떤 미생물 종이 살아있는 유기체에서 특정 뇌 변화를 일으키는지 결정하는 것은 어렵다"고 말했다. "여기서 우리는 장내 미생물과 뇌 사이의 연결에 대한 조사를 가능하게 하는 귀중한 도구를 제시합니다. 우리의 실험실 프로토콜을 통해 세포 및 전체 동물 수준에서 미생물이 생성하는 화합물인 대사산물을 식별하고 종합적으로 평가할 수 있습니다."
위장관에는 총체적으로 장내 미생물총으로 알려진 풍부하고 다양한 유익한 미생물 군집이 있습니다. 장내 환경을 유지하는 역할 외에도 장내 미생물은 뇌를 포함한 다른 장기에 미치는 영향에 대해 점점 더 인식되고 있습니다.
"장내 미생물은 예를 들어 단쇄 지방산 및 펩티도글리칸과 같은 대사산물, 감마-아미노부티르산 및 히스타민과 같은 신경전달물질, 면역 체계를 조절하는 화합물 등 여러 경로를 통해 뇌와 통신할 수 있습니다. "라고 사우스 캐롤라이나 의과 대학의 재생 및 세포 의학 조교수인 Melinda A. Engevik 박사는 공동 제1저자로 말했습니다.
중추 신경계의 건강에서 미생물의 역할은 장내 미생물과 불안, 비만, 자폐증, 정신분열증, 파킨슨병 및 알츠하이머병 사이의 연관성으로 강조됩니다.
"동물 모델은 미생물을 이러한 기본적인 신경 과정에 연결하는 데 가장 중요했습니다. "현재 연구의 프로토콜을 통해 연구자들은 이러한 조건에서 장-뇌 축의 특정 관련성과 건강에서의 역할을 밝히는 단계를 밟을 수 있습니다."
장-뇌 축의 복잡한 교통 시스템을 이해하기 위한 로드맵
단일 유형의 미생물이 어떻게 장과 뇌에 영향을 미칠 수 있는지에 대한 통찰력을 얻기 위해 연구원들이 사용한 한 가지 전략은 먼저 실험실에서 미생물을 성장시키고 그들이 생성한 대사 산물을 수집하고 질량 분석 및 대사체학을 사용하여 분석하는 것으로 구성되었습니다. 질량분석법은 분자량을 측정하여 알려지지 않은 화합물을 식별하고 알려진 화합물을 정량화하는 데 사용할 수 있는 실험실 기술입니다. 대사체학은 대사체를 대규모로 연구하는 기술입니다.
Engevik은 "대사물의 효과는 소장의 특성을 유지하고 생리적으로 활성인 인간 장 세포의 실험실 모델인 mini-guts에서 연구되었습니다."라고 말했습니다. "또한 미생물의 대사 산물은 살아있는 동물에서 연구할 수 있습니다."
Spinler는 "우리는 연구를 미생물 군집으로 확장할 수 있습니다."라고 말했습니다. "이러한 방식으로 우리는 미생물 군집이 어떻게 함께 작동하고, 시너지 효과를 내고, 숙주에 영향을 미치는지 조사합니다. 이 프로토콜은 연구자에게 장과 뇌 사이의 복잡한 교통 시스템과 그 효과를 이해할 수 있는 로드맵을 제공합니다."
Horvath는 "우리는 임상의, 행동 과학자, 미생물학자, 분자 생물학 과학자 및 대사체학 전문가가 참여하는 대규모 학제간 협력 덕분에 이 프로토콜을 만들 수 있었습니다."라고 말했습니다. "우리는 우리의 접근 방식이 건강한 신체 유지에 기여할 수 있는 유익한 미생물의 디자이너 커뮤니티를 만드는 데 도움이 되기를 바랍니다. 또한 우리 프로토콜은 장과 뇌 사이의 잘못된 의사소통이 질병으로 이어질 때 잠재적 해결책을 식별하는 방법을 제공합니다."
Nature Protocols 에서 이 작업의 모든 세부 사항을 읽으십시오 .
출처 : https://www.sciencedaily.com/