彼らの目の前にある微生物の黒幕: 昆虫においても、腸内細菌叢は生物体内で驚くほど複雑な役割を果たしていることが研究で示されている: 研究者らは、蜜を集める際に記憶能力を促進するマルハナバチの腸内細菌の特別な代表を特定した。昆虫研究における重要性に加えて、この研究は他の動物や人間の腸と脳の間の複雑な相互作用についての手がかりも提供する可能性があると科学者らは述べている。
自然は生物間の興味深い相互作用によって特徴付けられます。この原則は個体レベルでも見られます。生物には微生物が定着しており、その一部は微生物にとって重要な機能を担っています。近年、ヒトの腸内細菌叢の複雑な重要性がますます明らかになってきています。数多くの身体的影響に加えて、私たちの体内の微生物群集は脳機能にも影響を与えることが示されており、ヒトのマイクロバイオームの特定の特性は認知症やうつ病の発症に関連しています。したがって、このいわゆる腸脳軸の重要性は、現在重要な研究分野となっています。
中国と英国の研究者チームによる研究の焦点は、人間ではなくマルハナバチ（Bombus terrestris）でした。ミツバチやマルハナバチなどの昆虫にも腸内細菌叢があり、その組成が明らかにさまざまな身体機能に影響を与える可能性があることは、これまでの研究ですでに知られています。さらに、長い間単純だと考えられていた昆虫が、驚くべき認知能力を発揮できることが、数多くの研究によって示されている。また、マルハナバチがどれほどよく学習し、食べ物を探すときに記憶をいかに効果的に活用できるかについても文書化されました。
マルハナバチの腸と脳の軸?
研究者らは、マルハナバチの特別な側面も腸脳軸の研究にとって興味深いものであると説明している。哺乳類と比較して、マルハナバチはかなり単純な腸内微生物群集を持っており、そのため認知における特定の腸内細菌の役割を研究するための理想的なモデルとなっている。 。 「この研究では、特定の腸内微生物が個々のマルハナバチ間の認知の違いにどの程度関連しているかを調査しました」と研究者らは書いている。
まずマルハナバチの個々の記憶能力を記録するために、彼らはさまざまな色の造花を使ったテストを実施しました。 5 つの色では、テスト動物は甘い砂糖溶液を見つけましたが、5 つの異なる色の花では、果汁が苦い味で変性しました。物質。実験動物は色の意味を学習することができたことが判明しました。彼らは肯定的な連想を持って造花に飛び、以前に否定的な経験をした色のバージョンを避けました。 3日後、研究者らは再びマークされたマルハナバチに色とりどりの造花を見せ、学んだことをどの程度覚えているかを記録した。同時に、彼らは遺伝学的手法を使用して、実験動物の腸内細菌の組成を調べました。
乳酸菌が目に入る
2 つの部分的な研究を比較すると、マルハナバチの腸に乳酸菌群の特定の種が定着するほど、個々の記憶能力が向上することが明らかになりました。この 2 つの側面の間に疑われる関連性を確認するために、研究者らは摂食実験を実施しました。腸内細菌叢における乳酸菌の割合を増やすために、マルハナバチの食事に乳酸菌を特別に投与しました。
その後の記憶能力の研究で、研究者らはその関連性を確認することができた。「私たちの結果は、特定の腸内細菌の量の自然変動が記憶力に影響を与えることを示すだけでなく、同じ種類の腸内細菌の添加が記憶力に影響を与えるという因果関係も示している」マルハナバチが食べる食べ物に細菌を加えると、記憶力が向上する可能性があります」と中国の江南大学の筆頭著者リー・リー氏は要約しています。江南大学の主任著者であるWei Zhao氏は、「特定の記憶促進細菌を特定できたことには驚いた」と述べている。その後のさらなる研究により、細菌によって生成される特定の物質が脳への影響の根底にあるという最初の証拠が得られました。
この結果は、マルハナバチ個体群における認知能力の違いの背景の可能性を示唆する手掛かりを提供するものであると研究者らは書いている。動物の脳のパフォーマンスが動物の生存能力に重要な役割を果たしているということを強調しておく必要があります。しかし、個々の動物で観察されるマイクロバイオームの変動の原因は依然として不明です。研究者らは、動物の活動の個体差やさまざまな環境の影響が、腸内細菌の定着の異なる展開につながる可能性があると述べている。
最後に、彼らはこの研究の最も重要な重要性をもう一度強調している。「我々の結果は、動物における腸と脳の相互作用の関連性を示す証拠が増えている」と、共著者であるロンドンのクイーン・メアリー大学のラース・チトカ氏は述べている。リー教授はさらに、「どの種類の細菌が人間に同様の影響を与える可能性があるのかを解明するために、さらなる研究が今後行われる必要がある」と付け加えた。
出典: ロンドンのクイーン・メアリー大学、専門記事: Nature Communications、doi: 10.1038/s41467-021-26833-4
