腸内微生物叢の異常な組成は、マウスの腹部手術後のせん妄様行動に寄与する

目的：麻酔と手術は、術後にせん妄様症状を引き起こす可能性があります。増加する証拠は、腸内微生物叢が脳の生理学的調節因子であることを示唆しています。ここでは、腸内微生物叢が術後せん妄（POD）で役割を果たすかどうかを調査しました。 方法：階層的クラスタリング分析を行動テストに適用することにより、腹部手術後にマウスを非ポッドおよびポッド表現型に分けました。糞便サンプルを収集し、16SリボソームRNA遺伝子シーケンスを実施して、偽、非ポッド、およびポッドマウスの腸内微生物叢組成の違いを検出しました。非PODおよびポッドマウスの糞便細菌を抗生物質誘発性擬似ジャーマを含まないマウスに移植し、行動への影響を調査しました。 結果：α-ダイバーシティとβ-diversityは、非PODマウスとポッドマウス間の腸内微生物叢組成の違いを示しています。門林レベルでは、非ポッドマウスはポッドマウスでは検出されなかったテネリ環状のレベルが有意に高かった。クラスレベルでは、ガマプロテオバクテリアのレベルはポッドマウスで高かったのに対し、非詩虫マウスはポッドマウスでは検出されなかったムリクートのレベルが有意に高い。ポッドマウスと非ポッドマウスの間で、合計20個の腸内細菌が大きく異なりました。興味深いことに、擬似ドイツを含まないマウスは、移植前に異常な行動を示しました。ポッドマウスからではなく糞便細菌移植を受けた擬似ドイツを含まないマウスは、行動の改善を示しました。 結論：腹部手術後の異常な腸内微生物叢組成は、PODの発生に寄与する可能性があります。腸内微生物叢を標的とする治療戦略は、POD治療のための新しい変化を提供する可能性があります。

AIMS: Anesthesia and surgery can cause delirium-like symptoms postoperatively. Increasing evidence suggests that gut microbiota is a physiological regulator of the brain. Herein, we investigated whether gut microbiota plays a role in postoperative delirium (POD). METHODS: Mice were separated into non-POD and POD phenotypes after abdominal surgery by applying hierarchical clustering analysis to behavioral tests. Fecal samples were collected, and 16S ribosomal RNA gene sequencing was performed to detect differences in gut microbiota composition among sham, non-POD, and POD mice. Fecal bacteria from non-POD and POD mice were transplanted into antibiotics-induced pseudo-germ-free mice to investigate the effects on behaviors. RESULTS: α-diversity and β-diversity indicated differences in gut microbiota composition between the non-POD and POD mice. At the phylum level, the non-POD mice had significantly higher levels of Tenericutes, which were not detected in the POD mice. At the class level, levels of Gammaproteobacteria were higher in the POD mice, whereas the non-POD mice had significantly higher levels of Mollicutes, which were not detected in the POD mice. A total of 20 gut bacteria differed significantly between the POD and non-POD mice. Interestingly, the pseudo-germ-free mice showed abnormal behaviors prior to transplant. The pseudo-germ-free mice that received fecal bacteria transplants from non-POD mice but not from POD mice showed improvements in behaviors. CONCLUSIONS: Abnormal gut microbiota composition after abdominal surgery may contribute to the development of POD. A therapeutic strategy that targets gut microbiota could provide a novel alterative for POD treatment.