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为探究肠道微生物与空间工作记忆（SWM）关系，韩国基础科学研究所等机构研究人员开展粪菌移植（FMT）等研究。结果发现 Akkermansia muciniphila 与小鼠 SWM 提升相关，能激活 BDNF。这为认知功能研究及干预提供新方向。
在人体的肠道中，栖息着数量庞大且种类繁多的微生物，它们共同构成了肠道微生物组。这些微生物看似渺小，却与人体健康息息相关，不仅影响着胃肠道的正常功能，还与肥胖、糖尿病等全身性疾病，以及抑郁症、神经退行性疾病等神经系统问题存在关联。近年来，越来越多的研究聚焦于肠道微生物组与认知功能的关系，其中空间工作记忆（Spatial Working Memory，SWM）作为认知过程的重要组成部分，对生物的导航和决策起着关键作用。然而，由于肠道微生物数量极其庞大，种类繁多，且受到宿主遗传背景等多种因素的影响，确定与认知功能相关的特定微生物一直是该领域的一大挑战。目前，对于特定肠道微生物与 SWM 之间的直接因果关系，科学界仍知之甚少。在这样的背景下，开展相关研究以深入了解肠道微生物与 SWM 的关系显得尤为重要。
韩国基础科学研究所（Korea Basic Science Institute）、全北国立大学医学院（Jeonbuk National University Medical School）等机构的研究人员为了探究肠道微生物与 SWM 之间的关系，展开了一系列研究。他们以自然衰老的 C57BL/6 小鼠为模型，通过粪菌移植（Fecal Microbiota Transplantation，FMT）等实验，发现 Akkermansia muciniphila 这种肠道微生物与小鼠 SWM 的提升密切相关，并且证实其可能通过激活脑源性神经营养因子（Brain - Derived Neurotrophic Factor，BDNF）来发挥作用。该研究成果发表在《Communications Biology》杂志上，为理解肠道 - 大脑轴（gut - brain axis）以及开发基于微生物组的认知健康干预措施提供了新的思路。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，进行动物实验，将从健康志愿者收集的粪便样本制成复合粪便混合物，移植到经抗生素处理的小鼠体内，并设置不同实验组；其次，利用 16S rDNA 基因测序技术，对小鼠肠道微生物组进行分析，以了解微生物的组成和变化；最后，通过 Y 迷宫自发交替试验评估小鼠的 SWM。
研究结果如下：
- FMT 对小鼠 SWM 的影响：将人类粪便微生物移植到 C57BL/6 小鼠体内后，小鼠的 SWM 出现了不同变化，可分为积极组（PI）、无效组（II）和消极组（NI）。这表明移植的肠道微生物组在决定小鼠 SWM 方面起着重要作用。
- FMT 对肠道微生物组组成的影响：FMT 显著改变了小鼠肠道微生物组的组成，微生物种类丰富度增加，但物种均匀度未发生显著变化。在门水平上，FMT 后疣微菌门（Verrucomicrobia）的相对丰度增加，拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）的丰度下降。
- 肠道微生物组与 SWM 的关联：通过分析粪便样本和胃肠道内容物，研究人员发现粪便微生物组与 SWM 之间没有明显关联，而胃肠道微生物组（GI gut microbiome）与 SWM 存在关联。尤其是疣微菌门的丰度与小鼠 SWM 的增加密切相关。
- Akkermansia muciniphila 与 SWM 的关系：进一步研究发现，Akkermansia muciniphila 是与 SWM 实际相关的细菌物种，其在小鼠肠道微生物组中的丰度与 SWM 的增加呈线性相关。
- Akkermansia muciniphila 提升 SWM 的机制：给衰老小鼠单独喂食 Akkermansia muciniphila 的 GMB 0476 和 GMB 2066 菌株后，小鼠的 SWM 逐渐增加。同时，小鼠海马体中 BDNF 的表达水平显著升高，这表明 Akkermansia muciniphila 可能通过增加 BDNF 的表达来提升小鼠的 SWM。
研究结论表明，Akkermansia muciniphila 与小鼠空间工作记忆的提升密切相关，并且可能通过激活 BDNF 来发挥作用。该研究首次为特定肠道微生物在记忆增强中的作用提供了机制性证据，不仅加深了人们对肠道 - 大脑轴的理解，也为未来开发基于微生物组的认知健康干预措施提供了潜在的靶点。然而，该研究也存在一定的局限性，如实验在特定的小鼠模型和实验室环境中进行，可能无法完全反映人类的实际情况；个体对 Akkermansia muciniphila 的反应存在差异，可能受到多种因素的影响；此外，两种 Akkermansia muciniphila 菌株效果差异的原因尚不明确。未来的研究需要进一步探讨 Akkermansia muciniphila 在不同人群中的作用，以及其发挥作用的具体机制，从而为改善人类认知功能提供更有效的策略。
