生化科技学系微生物学组专题讨.pdfVIP

生化科技學系微生物學組專題討論 題目: Memory and Learning Behavior in Mice is Temporally Associated with Diet-induced Alterations in Gut 作者： Wang Li, Scot E. Dowd, Bobbie Scurlock, Veronica Acosta-Martinez and Mark Lyte 文章來源：Physiology Behavior 96(4-5): 557-567, 2009. 演講人： Chia-Hsuan Wang 王家暄 B94B02009 指導老師： Chii-Shen Yang, PhD 楊啟伸 博士 演講日期： March 24th, 2009 演講地點： The 6th classroom 摘要 動物攝食的內容成分可能對學習能力與行為產生影響，但其機制仍未確定；本研 究以小鼠（ mice ）為模型，初步評估飲食內容藉由改變胃腸內微生物相 （microbiota ），而間接影響動物學習能力與行為之可能性。利用營養成分相近之 標準飼料（ standard rodent chow, PP diet ）及瘦牛絞肉混合飼料（50% lean ground beef, BD diet ）兩種食物分別餵食小鼠三個月後，以 automatic rRNA intergenic spacer analysis （ARISA ）與bacterial tag-encoded FLX amplicon pyrosequencing （bTEFAP ）分析小鼠排泄物中菌落種別及含量，推定餵食 BD diet 之小鼠其胃 腸內細菌種類較多。再利用探洞實驗（ hole-board test ）分析發現餵食BD diet的 小鼠，統計上有顯著較佳的工作記憶（working memory ）（P=0.0008 ）、較長的工 作記憶保存時間（ P0.0001 ）及較好的參考記憶（reference memory ）（P0.0001 ）， 焦慮行為也較少（ P=0.0004 ）。顯示胃腸內微生物相與動物行為間有一定程度之 關聯性，而不排除胃腸內微生物的種類及分布有影響記憶及學習的可能。 Keywords ：Behavior 、Diet 、Gastrointestinal 、Bacteria 、Beef 、Bacterial diversity 、 Memory and learning 、Anxiety-like behavior 、Hole-board 、Mice 、Pyrosequencing 前言 本研究之重要性 智力發展受遺傳基因與學習環境限制，如何突破固有侷限使智力進一步增加， 是許多科學研究的目的。藉由操作飲食內容而改善智力，為一已被廣為使用之 方法。但營養成分進入身體後是否僅能直接對智力產生影響則尚無定論，若能 對其相關機制有更深入的瞭解，則有助於找出能增加智力的飲食成分，以及研 發改善智力的藥物等。 前人作過的研究 許多飲食因子或作為神經發育之必需物質，或涉及相關之訊息傳導路徑，因而 其攝取量對動物的學習及其它外顯行為將有明顯之影響[1] 。飲食因子同時也會 影響胃腸內細菌的種類與數目，其中又以富含牛肉的食物對腸內細菌分布有特 別明顯的效果 [2] ；當腸內微生物相改變時，腸內環境會隨之改變，而此改變可 被腸神經系統（ enteric nervous system, ENS 中的體外初級感覺神經元） （extrinsic primary afferent neurons ）及迷走神經（vagus nerve ）偵測，進而刺激中央神經 [3] 系統（central nervous system, CNS ）的活性 。 體內微生物活動產生的酵素與終產物也可能會對動物造成影響： Hanstock 等人 藉由餵食大鼠（ rats ）大量可發酵的碳水化合物，使其後腸（hin