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Elucidation of influence of gut microbiota in early development on cognitive characteristics

Research Project

Project/Area Number 19K17072
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52030:Psychiatry-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Watanabe Natsuru  東海大学, 医学部, 助教 (60794120)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords無菌マウス / 腸内細菌叢 / 腸内細菌叢ー腸管ー脳軸 / 認知機能 / 行動特性 / 行動解析 / 発達特性 / 脳腸相関 / 認知機能特性 / 認知特性 / 神経発達症 / 脳-腸管-腸内細菌叢軸 / 腸内細菌叢-腸管-脳軸
Outline of Research at the Start

近年、腸と脳機能の相互関係に関心が高まっている。そして、この脳腸相関を腸内細菌叢と脳機能の相互関係と捉え、腸内細菌叢が宿主のストレス反応に影響を及ぼすことが明らかになってきた。本研究の目的は、神経発達症において、行動特性だけでなく認知特性にも腸内細菌叢が影響しているかについて無菌マウスを用いて解明する点にある。
本研究の中心課題は、発達早期の腸内細菌叢による宿主の認知特性への影響の解明であり、そのためにアイソレーター内で、無菌マウス群と無菌マウスに常在腸内細菌叢を投与したマウス群の2群において、認知特性の比較検討を行う。

Outline of Final Research Achievements

The present study investigated the impact of gut microbiota on mental and behavioral attributes, specifically focusing on cognitive function. BALB/c mice were stratified into two cohorts: the sterile group consisting of germ-free (GF) mice, and the experimental group comprising GF mice receiving oral administration of gut microbiota derived from pathogen-free mice (Ex-GF). Within a sterile environment, spontaneous alternation behavior was measured using a Y-maze task to assess short-term memory (i.e., spatial working memory). Our findings revealed no substantial disparities in short-term memory performance between GF and Ex-GF mice. These outcomes imply that while the gut microbiota may exert influence on impulsivity and aggression, its impact on cognitive function appears to be limited.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、腸内細菌叢による精神活動や行動への影響を、飼育や繁殖が容易ではない無菌マウスを使用して明らかにしたところに、学術的意義がある。我々の研究では、腸内細菌叢が宿主の不安や攻撃性に影響を与えることを解明した。本研究では、腸内細菌叢が影響する精神活動、行動特性、認知機能特性の細かなプロファイルを示唆した。この点は、腸内細菌叢の重要性を示唆し、重要な社会的意義を有する。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] ミニレビュー 腸内細菌叢の自閉スペクトラム症への影響-治療介入を中心に2023

    • Author(s)
      三上 克央、渡邉 己弦、木本 啓太郎、栃尾 巧、赤間 史明
    • Journal Title

      精神医学

      Volume: 65 Issue: 1 Pages: 119-129

    • DOI

      10.11477/mf.1405206834

    • ISSN
      0488-1281, 1882-126X
    • Year and Date
      2023-01-15
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of gut microbiota early in life on aggressive behavior in mice2021

    • Author(s)
      Watanabe Natsuru, Mikami Katsunaka, Hata Tomokazu, Kimoto Keitaro, Nishino Ryo, Akama Fumiaki, Yamamoto Kenji, Sudo Nobuyuki, Koga Yasuhiro, Matsumoto Hideo
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 168 Pages: 95-99

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.01.005

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 腸内細菌ー腸管ー脳軸の観点から考察した神経発達症2020

    • Author(s)
      三上克央、渡邉己弦、木本啓太郎
    • Journal Title

      ストレス科学

      Volume: 34 Pages: 144-152

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] The Gut Microbiome Derived From Anorexia Nervosa Patients Impairs Weight Gain and Behavioral Performance in Female Mice2019

    • Author(s)
      Hata Tomokazu、Miyata Noriyuki、Takakura Shu、Yoshihara Kazufumi、Asano Yasunari、Kimura-Todani Tae、Yamashita Makoto、Zhang Xue-Ting、Watanabe Natsuru、Mikami Katsunaka、Koga Yasuhiro、Sudo Nobuyuki
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 160 Issue: 10 Pages: 2441-2452

    • DOI

      10.1210/en.2019-00408

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 腸内細菌叢の相違による宿主行動特性への影響:神経発達症を見据えて2019

    • Author(s)
      渡邉己弦
    • Organizer
      日本精神神経学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Influence of commensal microbiota on aggressive behaviors2019

    • Author(s)
      Natsuru Watanabe
    • Organizer
      World Psychiatric Association
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 腸内細菌-腸管-脳軸と児童青年の精神活動2019

    • Author(s)
      木本啓太郎、三上克央、渡邉己弦
    • Organizer
      児童青年精神医学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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