Микробиота кишечника как модулятор постстрессорного нейровоспаления: методологические ограничения существующих исследовательских практик

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Согласно текущей гипотезе, микробиота кишечника оказывает значительное влияние на центральную нервную систему и поведение через различные механизмы, включая модуляцию иммунной системы и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГН-оси), эпигенетическую регуляцию экспрессии генов, производство метаболитов. Ось микробиота-кишечник-мозг является одной из ключевых мишеней для исследований механизмов болезни Альцгеймера, патологической тревоги, расстройств настроения, аутизма. Обсуждается, что в развитии данных патологий определенную роль играет постстрессорное нейровоспаление, которое может быть связано с изменениями в микробиоте. Однако обнаруженные “дисбиотические паттерны” в микробиомах модельных животных в разных моделях стресса и у пациентов, страдающих психопатологиями, не являются специфичными и, возможно, вторичны по отношению к болезни. Отсутствие понимания механизмов, посредством которых микробиота кишечника задействована в патогенезе нейро- и психопатологий, сдерживает трансляцию результатов, полученных на модельных животных. В обзоре обсуждаются основные методологические проблемы исследований оси “микробиота-кишечник-мозг”, рассматриваются пути их решения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Г. Шалагинова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Автор, ответственный за переписку.
Email: shalaginova_i@mail.ru
Россия, Калининград

С. П. Лузикова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: shalaginova_i@mail.ru
Россия, Калининград

А. Э. Вылегжанина

Балтийский федеральный университет им. И. Канта; Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Email: shalaginova_i@mail.ru
Россия, Калининград; Санкт-Петербург

Д. С. Кацеров

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: shalaginova_i@mail.ru
Россия, Калининград

Список литературы

  1. Williams Z.A., Lang L., Nicolas S., Clarke G., Cryan J., Vauzour D., Nolan Y.M. // Microb. Biotechnol. 2024. Т. 17. № 4. e14462.
  2. Sherwin E., Bordenstein S.R., Quinn J.L., Dinan T.G., Cryan J.F. // Sci. 2019. T. 366. № 6465. eaar2016.
  3. Parashar A., Udayabanu M. // Europ. Neuropsychopharmacol. 2016. Т. 26. № 1. P. 78–91.
  4. Lachmansingh D.A., Lavelle A., Cryan J.F., Clarke G. // Curr. Top. in Behav. Neurosci. 2023. T. 66. P. 175–216.
  5. Sender R., Fuchs S., Milo R. // PLoS Biol. 2016. Т. 14. № 8. e1002533.
  6. Li X., Liu Y., Yang X., Li C., Song Z. // Front. Microbiol. 2022. Т. 13. 895537.
  7. Cryan J.F., O’Riordan K.J., Cowan C.S.M., Sandhu K.V., Bastiaanssen T.F.S., Boehme M., Codagnone M.G., Cussotto S., Fulling C., Golubeva A.V., Guzzetta K.E., Jaggar M., Long-Smith C.M., Lyte J.M., Martin J.A., Molinero-Perez A., Moloney G., Morelli E., Morillas E., O’Connor R., Cruz-Pereira J.S., Peterson V.L., Rea K., Ritz N.L., Sherwin E., Spichak S., Teichman E.M., van de Wouw M., Ventura-Silva A.P., Wallace-Fitzsimons S.E., Niall Hyland, Clarke G., Dinan T.G. // Physiol. Rev. 2019. Т. 99. № 4. P. 1877–2013.
  8. Шалагинова И.Г., Мацкова Л.В., Гуницева Н.М., Ваколюк И.А. // Экологич. генет. 2019. Т. 17. № 4. С. 91–102.
  9. Duvallet C., Gibbons S.M., Gurry T., Irizarry R.A., Alm E.J. // Nat. Comm. 2017. Т. 8. № 1. 1784.
  10. Foster J.A., Rinaman L., Cryan J.F. // Neurobiol. of Str. 2017. Т. 7. P. 124–136.
  11. Lozupone C.A., Stombaugh J.I., Gordon J.I., Jansson J.K., Knight R. // Nat. 2012. Т. 489. № 7415. P. 220–230.
  12. David L.A., Maurice C.F., Carmody R.N., Gootenberg D.B., Button J.E., Wolfe B.E., Turnbaugh P.J. // Nat. 2014. Т. 505. № 7484. P. 559–563.
  13. Goodrich J.K., Waters J.L., Poole A.C., Sutter J.L., Koren O., Blekhman R., Ley R.E. // Cell. 2014. Т. 159. № 4. P. 789–799.
  14. Walter J., Armet A.M., Finlay B.B., Shanahan F. // Cell. 2020. Т. 180. № 2. P. 221–232.
  15. Wang Y., Ullah H., Deng T., Ren X., Zhao Z., Xin Y., Qiu J. // Neurosci. Lett. 2024. Т. 826. 137714.
  16. Agranyoni O., Sur D., Amidror S., Shidlovsky N., Bagaev A., Yissachar N., Navon-Venezia S. // BMC Med. 2024. Т. 22. № 1. 182.
  17. Bairachnaya M., Agranyoni O., Antoch M., Michaelevski I., Pinhasov A. // Aging. 2019. Т. 11. № 21. P. 9901–9911.
  18. Sudo N., Chida Y., Aiba Y., Sonoda J., Oyama N., Yu X.N., Kubo C., Koga Y. // J. Physiol. 2004. Т. 558. P. 263–275.
  19. Alam R., Abdolmaleky H.M., Zhou J. // Am. J. Med. Genet. Part B Neuropsychiatr. Genet. 2017. Т. 174. № 6. P. 651–660.
  20. Gur T.L., Shay L., Palkar A.V., Fisher S., Varaljay V.A., Dowd S., Bailey M.T. // Brain. Behav. Immun. 2017. Т. 64. P. 50–58.
  21. Qu Q., Li H., Bai L., Zhang S., Sun J., Lv W., Ye C., Liu S., Shi D. // Indian J. Microbiol. 2021. Т. 61. P. 338–347.
  22. Gao X., Cao Q., Cheng Y., Zhao D., Wang Z., Yang H., Wu Q., You L., Wang Y., Lin Y., Li X., Wang Y., Bian J. S., Sun D., Kong L., Birnbaumer L., Yang Y. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018. Т. 115. № 13. P. 2960–2969.
  23. O’Mahony S.M., Hyland N.P., Dinan T.G., Cryan J.F. // Psychopharmacol. (Berl). 2011. Т. 214. № 1. P. 71–88.
  24. Tannock G.W., Savage D.C. // Infect. Immun. 1974. Т. 9. № 3. P. 591–598.
  25. Bailey M.T., Coe C.L. // Dev. Psychobiol. 1999. Т. 35. P. 146–155.
  26. Nikolova V.L., Smith M.R.B., Hall L.J., Cleare A.J., Stone J.M., Young A.H. // JAMA Psychiat. 2021. Т. 78. № 12. С. 1343–1354.
  27. Hasler G. // Wor. Psychiat. 2010. Т. 9. № 3. P. 155–161.
  28. Barandouzi Z.A., Starkweather A.R., Henderson W.A., Gyamfi A., Cong X.S. // Front. Psychiat. 2020. Т. 11. 541.
  29. Aizawa E., Tsuji H., Asahara T., Takahashi T., Teraishi T., Yoshida S., Ota M., Koga N., Hattori K., Kunugi H. // J. Aff. Disord. 2016. Т. 202. P. 254–257.
  30. Jiang H., Ling Z., Zhang Y., Mao H., Ma Z., Yin Y., Wang W., Tang W., Tan Z., Shi J., Li L., Ruan B. // Brain Behav. Immun. 2015. Т. 48. P. 186–194.
  31. Kelly J.R., Borre Y., O’Brien C., Patterson E., El Aidy S., Deane J., Kennedy P.J., Beers S., Scott K., Moloney G., Hoban A.E., Scott L., Fitzgerald P., Ross P., Stanton C., Clarke G., Cryan J.F., Dinan T.G. // J. Psychiat. Res. 2016. Т. 82. P. 109–118.
  32. McBurney M.I., Davis C., Fraser C.M., Schneeman B.O., Huttenhower C., Verbeke K., Walter J., Latulippe M.E. // J. Nutr. 2019. Т. 149. № 11. P. 1882–1895.
  33. Bastiaanssen T.F.S., Quinn T.P., Loughman A. // Nat. Ment. Health. 2023. Т. 1. P. 930–938.
  34. Zhang Y., Zhang J., Wu J., Zhu Q., Chen C., Li Y. // Front. Microbiol. 2023. Т. 14. 1124454.
  35. Knight R., Vrbanac A., Taylor B.C., Aksenov A., Callewaert C., Debelius J., Gonzalez A., Kosciolek T., McCall L.-I., McDonald D., Melnik A.V., Morton J.T., Navas J., Quinn R.A., Sanders J.G., Swafford A.D., Thompson L.R., Tripathi A., Xu Z.Z., Zaneveld J.R., Qiyun Zhu, Caporaso J.G., Dorrestein P.C. // Nat Rev Microbiol. 2018. Т. 16. P. 410–422.
  36. Geng S., Yang L., Cheng F., Zhang Z., Li J., Liu W., Li Y., Chen Y., Bao Y., Chen L., Fei Z., Li X., Hou J., Lin Y., Liu Z., Zhang S., Wang H., Zhang Q., Wang H., Wang X., Zhang J. // Front. Microbiol. 2020. T. 10. 3067.
  37. Meng C., Feng S., Hao Z., Dong C., Liu H. // PLoS One. 2020. Т. 17. № 3. e0265430.
  38. Shevchenko A., Shalaginova I., Katserov D., Matskova L., Shiryaeva N., Dyuzhikova N. // PloS One. 2023. T. 18. № 12. e0295709.
  39. Long-Smith C., O’Riordan K.J., Clarke G., Stanton C., Dinan T.G., Cryan J.F. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2020 Т. 6. № 60. P. 477–502.
  40. Olavarría-Ramírez L., Cooney-Quane J., Murphy G., McCafferty C.P., Cryan J.F., Dockray S. // Neurosci. & Biobehav. Rev. 2023. Т. 145. 105013.
  41. Voikar V., Gaburro S, Meyer N. // Front. Behav. Neurosci. 2020. Т. 14. 575434.
  42. Vandeputte D., Kathagen G., D’hoe K., Vieira-Silva S., Valles-Colomer M., Sabino J., Wang J., Tito R.Y., De Commer L., Darzi Y., Vermeire S., Falony G., Raes J. // Nat. 2017. Т. 551. P. 507–511.
  43. Louca S., Doebeli M., Parfrey L.W. // Microb. 2018. Т. 6. № 1. 41.
  44. Zemb O., Achard C.S., Hamelin J., De Almeida M.L., Gabinaud B., Cauquil L., Verschuren L.M.G., Godon J.J. // Microbiol-open. 2020. Т. 9. № 3. e977.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024