梅里诺羊肠道微生物组与血浆代谢物之间的关联及其与基于发声的行为特征（如性情）的关系

《Microbiome》：Association between the gut microbiome and plasma metabolites linked to vocalization-based temperament in Merino sheep

羊瘤胃微生物群与应激下发声行为的多组学研究显示，GABA代谢和所有酸降解途径对性格可塑性影响显著，通过血浆代谢物ALCAR和urocortisone部分介导，揭示了微生物-代谢-行为关联网络。

　　

摘要

背景

气质作为行为和情绪反应的决定因素，在不同环境中具有重要的适应价值。本研究旨在探讨肠道微生物群与气质可塑性之间的关联，并通过在对绵羊进行的多组学研究来阐明这种关联背后的潜在代谢机制。

方法

TrackSheep研究队列由200只健康的幼年美利奴母羊组成，研究人员测量了它们的瘤胃微生物群、血浆代谢组及气质表型。

结果

瘤胃宏基因组分析发现了25种微生物物种和16条MetaCyc代谢途径，这些因素分别解释了通过声音反应评估的气质变异的37.5%和11.1%。其中，γ-氨基丁酸（GABA）旁路途径和尿酸降解途径与发声行为之间的关联最为显著。多组学整合将这些微生物途径与参与神经传递、抗氧化防御和能量代谢的血浆代谢物（包括乙酰-L-肉碱（ALCAR）和尿皮质酮）联系起来，这些代谢物部分介导了微生物途径对发声行为的影响。值得注意的是，功能基因组学和中介分析表明，Cryptobacteroides sp902761655的丰度与GABA旁路途径的活性相关，GABA的产生与琥珀酸的生成同时发生，这又与ALCAR对易受压力影响的气质的抑制作用减弱相关。尽管行为测试后立即观察到的血浆代谢物变化反映了压力暴露，但它们与瘤胃微生物群的关联突显了微生物组-代谢物之间的相互作用，这种相互作用可能是行为变异的基础。

结论

我们的研究首次提供了大规模的多组学证据，将瘤胃微生物组与家畜的情绪反应性维度联系起来，同时强调了需要进行纵向研究和实验验证以确定因果关系。

视频摘要

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