越來(lái)越多的證據表明腸道微生物群可能對神經(jīng)過(guò)程和行為產(chǎn)生影響。在這項研究中，使用新的水箱試驗（NTT）來(lái)分析斑馬魚(yú)在補充具有抗氧化和抗炎特性的益生菌4個(gè)月后的探索行為。結果表明，長(cháng)期攝入鼠李糖乳桿菌CECT8361和長(cháng)雙歧桿菌CECT7347會(huì )顯著(zhù)改變斑馬魚(yú)模型的游泳方式和平均游泳速度。經(jīng)過(guò)治療后，斑馬魚(yú)在一個(gè)新水箱里的缸底行為會(huì )大大降低，這可能與較低的焦慮狀態(tài)有關(guān)。

簡(jiǎn)介：益生菌的使用日益增加，使我們對腸道微生物組分和細菌代謝物通過(guò)不同的調節途徑對神經(jīng)和行為過(guò)程的相關(guān)影響的知識有所拓寬。大多數研究都集中在人類(lèi)或其他哺乳動(dòng)物身上。然而，近年來(lái)，魚(yú)類(lèi)模型物種的使用越來(lái)越普遍，這是因為它們很容易被人工圈養，而且它們的某些神經(jīng)通路與哺乳動(dòng)物的神經(jīng)通路是同源的。斑馬魚(yú)是一種模式物種，其益生菌實(shí)驗的結果可以用作人類(lèi)治療的參考，因為它們具有相似的腸道微生物群和定殖模式。新的水箱測試（NTT）是最廣泛使用的實(shí)驗程序之一，旨在測試斑馬魚(yú)的焦慮相關(guān)行為。它是基于它們自然的偏好，即首次將其放置在新型水箱中時(shí)會(huì )在底部附近游泳。 魚(yú)離開(kāi)水箱底部并開(kāi)始探索其他區域之前所花費的時(shí)間差異通常被認為反映了他們所經(jīng)歷的焦慮。多項研究使用此方法分析了不同物質(zhì)對魚(yú)類(lèi)性能的影響，觀(guān)察到與抗焦慮藥呈正相關(guān)。 但是，尚未深入研究益生菌攝入對行為反應的附帶影響，在某些情況下對壓力的反應有所降低，而在其他情況下則無(wú)直接相關(guān)性。因此，觸發(fā)這種反應的機制仍不清楚。在本研究中，分析了鼠李糖乳桿菌CECT8361和長(cháng)雙歧桿菌CECT7347菌株的益生菌混合物（1:1）對斑馬魚(yú)探索行為的影響，已經(jīng)證明了這兩種益生菌在改善人類(lèi)和斑馬魚(yú)生精性能方面的作用。

這項研究使用了兩組，分別為九條成年（8月齡）野生斑馬魚(yú)（AB品系）。將所有魚(yú)飼養在3升的水箱中，并從配備有機械，化學(xué)和生物過(guò)濾器的再循環(huán)系統中交換水。 將水溫保持在26°C， 光照14/10明暗循環(huán)。為了評估益生菌給藥對魚(yú)類(lèi)行為的影響，對各組進(jìn)行了為期4個(gè)月的不同投喂方式。對照組每日兩次喂食商業(yè)斑馬魚(yú)飼料，實(shí)驗組，除商業(yè)飼料外，還每日提供109 CFU的鼠李糖乳桿菌CECT8361和長(cháng)雙歧桿菌CECT7347。行為測試前一個(gè)月，將每只魚(yú)在110 mg / L的三卡因甲磺酸緩沖液中麻醉，并分別用可見(jiàn)的植入彈性體進(jìn)行標記。

新型水箱試驗：將四邊形玻璃水族箱（20×8×18 cm；長(cháng)×寬×深）填充至總體積為3.5 L，并將其用作評估場(chǎng)所。使用網(wǎng)將每條魚(yú)分別放置在水箱底部，并記錄其游泳行為，持續6分鐘。試驗結束后，魚(yú)被轉移到一個(gè)回收箱里。使用NoldusEthovision?跟蹤軟件對視頻文件進(jìn)行了分析，生成了一個(gè)虛擬網(wǎng)格，將水箱分為上下兩個(gè)區域。測定每個(gè)區域所花費的時(shí)間（以總時(shí)間的百分比表示）、區域間的交叉次數、平均速度、移動(dòng)的總距離和以及第一次穿越到上方區域的等待時(shí)間。

結果：將魚(yú)放置在新的環(huán)境中時(shí)，其本能會(huì )在水箱底部引發(fā)保護性潛水行為，從而降低被靠近水面的潛在捕食者攻擊的風(fēng)險。新型水箱試驗（NTT）是斑馬魚(yú)行為實(shí)驗中基于這種反應的一種常用試驗。由于NTT在“安全”潛水行為和“探索”游泳行為之間存在沖突，因此可以研究在特定實(shí)驗條件下魚(yú)的趨地逃逸潛水本能的強度。在正常受控的實(shí)驗室條件下，通常在監視的前幾分鐘，魚(yú)通常會(huì )在水箱底部花費更多的時(shí)間，表現出更高的不穩定運動(dòng)和靜止事件。適應期過(guò)后，動(dòng)物逐漸探索水箱的上部。結果表明，成年斑馬魚(yú)喂食抗氧化劑和抗炎益生菌四個(gè)月后，與對照組相比，其行為模式發(fā)生了強烈改變。利用Ethovision軟件建立了兩個(gè)同質(zhì)的虛擬分區，以分析探索模式。結果顯示，在新的水箱試驗中，對游泳區域（上下）的偏好有統計學(xué)上的顯著(zhù)差異。分析熱圖時(shí)，益生菌喂養的動(dòng)物對上部區域表現出強烈的偏好。另一方面，標準喂養的動(dòng)物并沒(méi)有表現出對上部區域的這種偏愛(ài)。在對照組中，只有50%的受試魚(yú)表現出對上部區域的偏好，而88.89%的益生菌喂養動(dòng)物更喜歡靠近水面。實(shí)際上，在6分鐘新型水箱試驗中，益生菌組的9條魚(yú)中有7條在上部區域花費了80％的時(shí)間。還評估了速度，每只動(dòng)物的總游走距離，各區域之間的穿梭次數以及到第一次穿越到上部區域的潛伏期。 統計分析僅記錄了平均速度的顯著(zhù)差異。在我們的實(shí)驗中，與益生菌喂養的魚(yú)類(lèi)相比，CTRL顯示出更高的速度。益生菌組進(jìn)入上部區域的潛伏期非常短（對上部區域進(jìn)行探索之前，沒(méi)有一條魚(yú)持續超過(guò)10秒）。這些數據令人關(guān)注，因為它們結合了明確的空間偏好； 它們表明群體之間的行為模式存在明顯差異。 應激可以調節斑馬魚(yú)的NTT模式行為。一些通常用于治療人類(lèi)焦慮癥的抗焦慮藥物往往會(huì )增加斑馬魚(yú)在實(shí)驗裝置頂部停留的時(shí)間。結果的相似性表明，益生菌混合物可能會(huì )對模型動(dòng)物的焦慮調節產(chǎn)生影響。

攝入鼠李糖乳桿菌CECT8361和長(cháng)雙歧桿菌CECT73474個(gè)月后可調節斑馬魚(yú)的行為。 （A）實(shí)驗設計的示意圖。（B） 新型水箱試驗（NTT）示意圖和確定的分析區域。（C）對兩個(gè)實(shí)驗組（對照組和益生菌組）的軌跡進(jìn)行Ethovision分析后獲得的熱圖。（D） 動(dòng)物在上部區域所花費的時(shí)間（%）；（E）平均速度（cm/s）；（F）總距離（cm）；（G）穿梭次數（n.）（H）穿越到上部區域的延遲。

總之，確定鼠李糖乳桿菌CECT8361和長(cháng)雙歧桿菌CECT7347的長(cháng)期攝入（4個(gè)月）會(huì )改變斑馬魚(yú)模型的游泳方式。結果表明，喂食成年斑馬魚(yú)抗氧化劑和抗炎益生菌混合物后，可以大大減少斑馬魚(yú)在新水箱的趨底行為。這種主要的行為反應與較低的焦慮狀態(tài)相關(guān)。 因此，可以認為攝入這種益生菌混合物是治療焦慮癥的有益方法。

原文出自：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844020308185