重磅研究 | Cell：深入剖析遗传因素和微生物因素在宿主复杂行为中的作用( 八 )

本文插图

图7 罗伊氏乳杆菌选择性地上调来自四氢生物蝶呤（BH4）合成途径的代谢物， BH4改善Cntnap2-/-小鼠的社会缺陷，而不是自发活动水平（A）WT-I+无菌基质、KO-I+无菌基质和KO-I+罗伊氏乳杆菌组的小鼠粪便代谢物的层次聚类分析热图（每组5-6只）。选择推理值（SI）（蓝色）表示树中每个边（灰色）的稳定性。（B）通过随机森林分类法分析WT-I+无菌基质和KO-I+罗伊氏乳杆菌与KO-I+无菌基质（每组n=5-6）之间差异最显著的30种粪便代谢物。（C-D）BH4合成途径中的代谢物水平（每组n=5–6；（C）生物蝶呤：WT-I +无菌基质 vs. KO-I +无菌基质： t = 7.159 ， P < 0.0001；WT-I + 无菌基质 vs. KO-I + 罗伊氏乳杆菌: t = 0.6152 ， P > 0.9999；KO-I +无菌基质 vs. KO-I + 罗伊氏乳杆菌: t = 6.211 ， P 2,14=30.69 ， P < 0.0001；D ，二氢生物蝶呤：WT-I +无菌基质 vs. KO-I +无菌基质：t = 10.34 ， P < 0.0001；WT-I + 无菌基质 vs. KO-I +罗伊氏乳杆菌: t = 1.006 ， P = 0.9944；KO-I +无菌基质 vs. KO-I +罗伊氏乳杆菌: t = 8.852 ， P 2,14=63.40 ， P < 0.0001）。（E） BH4处理的实验设计方案。（F-G）在动物三箱社交自由探索实验中评估的BH4处理的小鼠社会行为（每组n=13–14；F ，社交能力：WT-I +无菌基质： t = 6.488 ， P < 0.0001；KO-I +无菌基质：t = 1.968 ， P = 0.1581；KO-I + BH4: t = 5.514 ， P < 0.0001；两因素方差分析： F2,76 = 5.205 ， P = 0.0076；G ，社交新奇偏好：WT-I +无菌基质：t = 6.395 ， P < 0.0001；KO-I +无菌基质：t = 1.930 ， P = 0.1722；KO-I + BH4: t = 6.611 ， P 2,76=6.434 ， P = 0.0026）。（H）电生理实验设计方案。（I）社交互动试验检测BH4处理小鼠的社会行为（每组n = 9–10对，KO-I +无菌基质 vs. KO-I + BH4: Mann-Whitney U = 9 ， P = 0.0021）。（J）在基线水平和社交互动后24小时记录的VTA 的DA神经元AMPAR和NMDAR电流（上图）和AMPAR/NMDAR比值（下图）（每组n=6–8；KO-I +无菌基质基线水平 vs. 社交互动后：t = 0.9717 ， P > 0.9999；基线水平下KO-I +无菌基质 vs. KO-I+BH4：t = 0.2975 ， P > 0.9999；KO-I +无菌基质社交互动后 vs. KO-I + BH4基线水平：t = 0.7109 ，P> 0.9999； KO-I + BH4基线水平 vs. KO-I + BH4社交互动后：t = 4.322 ， P = 0.0015；单因素方差分析， F3,23=9.125 ， P = 0.0004）。（K-L）在动物三箱社交自由探索实验的习惯化阶段评估的BH4处理小鼠的自发活动水平（每组n=13–14；K ，总距离：WT-I +无菌基质 vs. KO-I +无菌基质：t = 4.763 ， P < 0.0001；WT-I +无菌基质 vs. KO-I + BH4：t = 6.833 ，