Регуляция миелинизации префронтальной коры микробиотой

Префронтальная кора (ПФК) — ключевая область мозга, вовлечённая в развитие различных нервно-психических расстройств, включая депрессию, шизофрению и аутизм. Одновременно накапливаются данные о роли кишечной микробиоты в патогенезе этих расстройств. Животные, выращенные в стерильных условиях и лишённые микробиоты на протяжении всей жизни, оказались важной моделью для изучения её роли в различных физиологических процессах, особенно в регуляции тревожноподобного поведения, социального познания и реакции на стресс. В настоящей работе мы исследовали механизмы влияния микробиоты, изучив изменения гомеостатической регуляции транскрипции нейронов в ПФК мышей, лишённых микробиоты, с помощью полногеномного транскриптомного анализа. Мы выявили выраженное согласованное повышение экспрессии генов, связанных с миелинизацией и пластичностью миелина. Оно сопровождалось повышением экспрессии генов сигнальных путей, активируемых нейрональной активностью, которые потенциально могут стимулировать пластичность миелина. Последующее ультраструктурное исследование продемонстрировало наличие гипермиелинизированных аксонов в ПФК мышей, лишённых микробиоты. Примечательно, что изменения экспрессии генов, связанных с миелином и нейрональной активностью, можно было обратить после заселения кишечника нормальной микробиотой в период после отъёма от матери. Таким образом, полученные данные, по-видимому, впервые демонстрируют необходимость микробиома для адекватной и динамичной регуляции генов, связанных с миелином, с очевидными последствиями для миелинизации коры на ультраструктурном уровне. Поэтому микробиота может быть потенциальной терапевтической мишенью при психических расстройствах, связанных с динамической миелинизацией префронтальной коры.