断奶后肠道菌群定植揭示骨骼肌与周围神经的差异性恢复

我们此前证明，缺乏复杂肠道微生物群（complex gut microbiota，CGM）会损害无菌（germ-free，GF）小鼠外周神经及运动靶器官的出生后发育。在本研究中，我们探讨了断奶后建立复杂肠道微生物群是否能够逆转这些发育异常。为回答这一问题，我们通过将GF小鼠与常规饲养小鼠共同饲养，使其定植复杂肠道微生物群。我们对微生物群组成、外周神经形态及转录谱、骨骼肌蛋白质组、神经肌肉接头结构以及循环代谢物进行了全面分析，并将结果与GF、悉生OMM12和CGM小鼠进行比较。断奶后定植可部分恢复微生物多样性，并形成一种组成上具有差异的微生物群落，其α多样性降低，且Duncaniella muris B8菌株富集。尽管微生物成功定植，外周神经异常仍持续存在，包括轴突髓鞘化过度、坐骨神经转录改变、郎飞结延长以及轴突-胶质细胞相互作用失调。相比之下，骨骼肌缺陷在很大程度上得到恢复，表现为肌肉质量恢复、蛋白质组学特征正常化、代谢及结构通路恢复，以及突触后神经肌肉接头碎片化减少，但突触前异常仍然存在。这些发现表明，微生物群依赖性发育改变在神经肌肉系统不同组成部分中的可逆性存在显著差异。具体而言，断奶后定植复杂肠道微生物群可使骨骼肌广泛恢复，但无法挽救外周神经异常。本研究为未来探讨微生物定植时机、微生物群组成以及微生物群来源信号如何影响微生物群依赖性神经肌肉改变的可逆性提供了理论框架。

我们此前证明，复杂肠道微生物群（complex gut microbiota，CGM）的缺失会损害无菌（germ-free，GF）小鼠外周神经及运动靶组织的出生后发育。在本研究中，我们探讨了断奶后建立复杂肠道微生物群是否能够逆转这些发育异常。为此，我们通过与常规饲养小鼠共同饲养，使GF小鼠定植复杂肠道微生物群。我们对微生物群组成、外周神经形态学与转录特征、骨骼肌蛋白质组、神经肌肉接头结构以及循环代谢物进行了全面分析，并将其与GF、悉生OMM12和CGM小鼠的相应指标进行了比较。断奶后定植部分恢复了微生物多样性，并形成了组成上具有差异的微生物群落，其α多样性降低，同时富集了Duncaniella muris B8菌株。尽管微生物成功定植，外周神经异常仍然持续存在，包括轴突髓鞘过度形成、坐骨神经转录异常、郎飞结延长以及轴突—胶质细胞相互作用失调。相比之下，骨骼肌缺陷在很大程度上得到挽救，表现为肌肉质量恢复、蛋白质组特征正常化、代谢和结构相关通路恢复，以及突触后神经肌肉接头碎片化减少，但突触前异常仍然存在。这些发现表明，微生物群依赖性的发育改变在神经肌肉系统不同组成部分中的可逆性存在显著差异。具体而言，断奶后定植复杂肠道微生物群可使骨骼肌广泛恢复，但无法挽救外周神经异常。本研究为未来探讨微生物定植时机、微生物群组成及微生物群来源信号如何影响微生物群依赖性神经肌肉改变的可逆性提供了一个理论框架。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.07.747293v1?rss=1

🏷️ 肠道菌群定植 外周神经发育 骨骼肌恢复 神经肌肉接头 无菌小鼠 微生物群-神经肌肉轴