科研 | Nature：果蝇中微生物-肠-脑轴对氨基酸缺乏的反应( 五 )

CNMa）（n = 12）（d）的果蝇在氨基酸缺乏时的选择偏好。 e ， f ，条件沉默CNMaR +神经元的果蝇（n = 7）在氨基酸缺乏时的选择偏好（e）和条件激活CNMaR +神经元的果蝇（n = 8）在氨基酸缺乏时的选择偏好（f））。 g ， h ，缺乏氨基酸的CNMaR突变果蝇和表达CNMaR-Gal4（n = 9）的CNMaR突变果蝇（g），以及缺乏氨基酸的Nsyb-Gal4>UAS-CNMaR RNAi果蝇（n = 10）（h）的选择偏好。 i ，携带CNMaR-LexA>LexAop-TNT的NP1-Gal4>UAS-CNMa果蝇和NP1-Gal4> UAS-CNMa果蝇的选择偏好。数据为平均值±标准误； P 值已标注；在a ， c ， d ， g ， i中使用one-wayANOVA与Tukey’spost-hoc检验；e ， f ， h中采用未配对双尾t检验。3 肠道微生物调节代偿性EAA食欲据报道肠道共生细菌可能是肠腔内EAAs的来源，因此我们试图确定CNMa的表达和对EAAs的补偿性食欲是否受到共生微生物的影响。我们发现，在氨基酸缺乏时，与常规饲养的果蝇相比，无菌（GF）果蝇对L-EAA的偏好性增加（图3a）。但饲喂了足够量的膳食氨基酸（例如15％的膳食酵母）的GF果蝇的CNMa表达较低，并且对L-EAA无偏爱（图3b）。相比之下，饲喂10％饮食酵母的GF果蝇在其前中肠表达高水平的CNMa ，并表现出对L-EAAs的偏好。这些结果表明共生微生物促成了氨基酸的基础水平，从而改变了CNMa的表达和对EAAs的代偿性食欲。醋杆菌科（Acetobacteraceae）和乳酸杆菌科（Lactobacillaceae）是果蝇肠道微生物组中发现的两个主要细菌家族。为明确对果蝇的摄食行为产生影响的特定共生细菌，我们用醋杆菌科（Acetobacter pomorum）或乳杆菌科（Lactobacillus plantarum）的代表成员对GF果蝇进行了单菌定植。通过在肠道中定植A. pomorum ，而非L. plantarum ，可以消除GF果蝇中CNMa的表达和对L-EAA的偏好（图3c），表明A. pomorum有助于肠腔内氨基酸的产生和/或吸收。此外，比较基因组学分析表明，参与A. pomorum氨基酸代谢的生物合成途径不同于L. plantarum中的生物合成途径（图3d）。我们发现参与支链氨基酸（BCAAs）产生的四个亮氨酸生物合成基因（leuA ， leuB ， leuC和leuD）和三个异亮氨酸或缬氨酸生物合成基因（ilvA ， ilvC和ilvD）在乳酸菌属（Lactobacillus）成员中是缺失的，而在醋菌属（Acetobacter）成员中是存在的（图3d）。 ΔleuBΔilvAAceto WT）的果蝇进行比较。如所预期的， CNMa的表达和对L-EAAs的偏好在定植野生型菌株的GF果蝇中显著降低（图3e）。相比之下，定植