近日,公司张媛教授、李星教授团队在国际著名学术期刊《Brain》在线发表了题为“Maternal microbiome-derived propionate regulates offspring myelination via histone lactylation”的研究论文。该研究揭示了母体肠道微生物代谢物丙酸通过组蛋白乳酸化修饰调控子代中枢神经系统髓鞘形成的表观遗传机制,为理解母体环境影响后代脑发育提供了全新视角。
孕期菌群失调与后代神经发育异常的关联近年备受关注,但母体微生物是否影响子代髓鞘形成,此前一直缺乏直接证据。公司张媛和李星教授团队通过抗生素消耗母体肠道菌群的小鼠模型发现,母体菌群缺失会导致子代脑内短链脂肪酸丙酸水平显著下降,进而抑制少突胶质前体细胞的增殖与分化,造成髓鞘发育不良。而在子代出生后关键发育期补充丙酸,则能有效挽救这一缺陷,促进髓鞘正常形成。
进一步机制研究表明,丙酸通过单羧酸转运蛋白进入少突胶质谱系细胞,抑制组蛋白去乙酰化酶活性,上调组蛋白H4K12乳酸化水平,从而激活cGMP-PKG信号通路,推动少突胶质细胞成熟与髓鞘生成。在成年小鼠脱髓鞘损伤模型中,丙酸同样能显著促进髓鞘再生,改善运动功能,展现出潜在的治疗价值。
该研究将“母体微生物代谢—表观遗传修饰—髓鞘发育/修复”三者有机联系起来,不仅揭示了母源微生物影响子代脑白质发育的新机制,也为脱髓鞘疾病的干预提供了潜在新策略。
本研究的通讯作者为公司张媛教授、李星教授和食品公司施琳教授,张言博士、韩冰博士、王萱博士和李燕硕士为共同第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金等研究经费的支持。
文章链接:https://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(26)00137-6