{"created":"2023-06-19T07:19:20.760731+00:00","id":5389,"links":{},"metadata":{"_buckets":{"deposit":"3a6904f6-b9bc-4cd0-ab55-88dcc330a717"},"_deposit":{"created_by":4,"id":"5389","owners":[4],"pid":{"revision_id":0,"type":"depid","value":"5389"},"status":"published"},"_oai":{"id":"oai:az.repo.nii.ac.jp:00005389","sets":["370:193:375"]},"author_link":["23093"],"item_10006_date_granted_11":{"attribute_name":"学位授与年月日","attribute_value_mlt":[{"subitem_dategranted":"2020-03-15"}]},"item_10006_degree_grantor_9":{"attribute_name":"学位授与機関","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreegrantor":[{"subitem_degreegrantor_name":"麻布大学"}]}]},"item_10006_degree_name_8":{"attribute_name":"学位名","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreename":"博士(学術)"}]},"item_10006_description_22":{"attribute_name":"Abstract","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"It has been shown that early weaning induce various developmental effects and the early-weaned mice (EW mice) show increased anxiety, the enhancement of the stress response of hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis, and reduced maternal behavior in their adulthood. It has also known that early life stress including early weaning impacts the immune system and therefore increases vulnerability to infection. Interestingly, offspring of the EW mice shows the enhanced stress response of HPA axis and behavioral changes similarly with the EW mice. In addition, many studies has recently reported that composition of gut microbiota at juvenile period affects the development of both the nervous and immune system. Here, we hypothesized that early weaning modulates the gut microbiota composition and then affects the development of the nerve and/or immune system. In addition, the influence of early weaning could be transmitted to the next generation by vertical transmission of the modulated gut microbiota. To test these hypotheses, in the chapter 1, we observed the change of anxiety and depression-like behaviors in EW mice and then examined the involvement of gut microbiota in their behavioral changes using Germ-free (GF) mice. As results, EW mice showed high hyperactivity in both the marble burying test and the open field test. In tail suspension test, the higher depression-like behavior was found in EW females but lower depression-like behavior in EW males, suggesting the sex difference in the effect of early weaning on depression-like behavior. In the test using GF mice, the depression-like behavior in GF mice colonized with gut microbiota of EW mice (GF-EW mice) was higher as compare with GF mice colonized with NW mice (GF-NW mice). We also analyzed the number of immune cells in the spleen, Peyer’s patches and mesenteric lymph nodes when GF-EW and GF-NW mice were 10week of age. GF-EW mice had a decreased number of CD4+ T cells in the spleen. These results suggest that the gut microbiota is involved in the developmental effects of early weaning to depression-like behavior and immune system. \nPrevious studies have suggested that the maternal behavior is affected by early weaning, EW mice show a lower frequency of licking/grooming. Since the offspring of EW mice similarly show lower maternal behavior, the trait of maternal behavior is also considered to be transmitted to the next generation. In the chapter 2, in order to elucidate the involvement of gut microbiota in the change of maternal behavior by early weaning, we compared the maternal behavior between the GF-EW mice and GF-NW mice. As results, GF-EW mice tended to have a lower licking and grooming rate, and the frequency of exiting the nests was significantly higher. Thus, it is suggested that the vertical transmission of microbiota may be involved in the intergenerational transmission of the traits of maternal behavior. \nIf the traits of maternal behavior and its intergenerational transmission are affected by gut microbiota as suggested in the chapter 2, there is a possibility that the sexual maturation during juvenile is initially affected by gut microbiota. The experiments in the Chapter 3 was aimed to investigate the effects of gut microbiota on sexual maturation. We administered the fecal microbiota of SPF mice or guinea pigs to female GF mice at 4 weeks old (GF-SPF mice or GF-Guinea pig mice). We investigated chronological changes of levels of gonadal hormones and corticosterone in the feces of 4–8-week-old female GF, SPF, GF-SPF and GF-guinea pigs mice. In each group of mice, odor preference test was conducted at 8 weeks of age. As results, fecal steroid hormone levels of GF mice were lower than those of SPF mice, fecal level of estradiol in SPF mice increased at about 6 weeks of age. The colonization of microbiota of SPF mice or guinea pigs with GF mice increased the steroid hormone levels. However, the degree of recovery of progesterone and corticosterone by microbiota of guinea pigs was lower than that by GF mice. In odor preference test, interestingly, female GF mice preferred female odors to male odors, although this preference was not seen in other mice. These suggest that the gut microbiota affects sexual maturation. \nIn conclusion, these findings suggest that early weaning modulates the gut microbiota composition, and this plays an important role in the developmental changes of the endocrine, nerve and immune system in the EW mice. In addition, our study also suggest that the some behavioral traits could be transmitted intergenerational by vertical transmission of gut microbiota."}]},"item_10006_description_25":{"attribute_name":"内容記述","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"この博士論文は内容の要約のみの公開（または一部非公開）になっています ","subitem_description_type":"Other"}]},"item_10006_description_7":{"attribute_name":"抄録","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"【緒言】\n　ヒトを含む哺乳類は胎盤形成を介して胎児を育て、出産に至る。新生仔は体温調節や運動機能が未熟である為、親の養育行動が仔の生存や発育には欠かせない。母親は母乳を介した栄養に加えて、身体的接触を介して仔の行動や内分泌、神経発達に対して影響を及ぼすことが明らかにされてきた。これらに加えて、哺乳類の新生仔は産道を通る際に母親の膣細菌叢に曝露される。この母親の細菌叢の垂直伝播は、その後の仔の免疫の獲得や成長において極めて重要な役割を担っていることはよく研究されてきた。近年ではそれ以外にも、妊娠期母マウスへの抗生物質投与によって腸内細菌叢の構成を攪乱すると、産まれた仔マウスの不安行動が増加することや、妊娠期の母にストレスを与えることによって膣細菌叢のdysbiosisが生じ、出生した仔の腸内細菌叢と脳のアミノ酸代謝プロファイルが変化することなどが報告され始めており、母親から影響をうける幼少期の腸内細菌叢が仔の行動や神経発達を変化させることが考えられる。本研究では、幼少期の腸内細菌叢が、発達期宿主の行動および内分泌系へおよぼす影響を解明することを目的に研究を実施した。\n\n【第1章：早期離乳による行動発達変化における腸内細菌叢の関与】\n　通常よりも早く離乳された早期離乳（Early weaning : EW）マウスは、通常離乳（Normal weaning : NW）されたマウスより高い不安行動を示し、ストレス応答性も亢進することが知られている。第1章ではEWマウスにおける行動表現型や免疫系の発達変化に腸内細菌叢の変化が関与しているのかを解明することを目的に実験した。\n　実験1ではEWマウスとNWマウスの4週齢および8週齢における行動、腸内細菌叢の構成に差異があるかを調べた。4週齢時のTail suspension testでは、EWマウスはNWマウスより顕著なうつ様行動を示した。しかし、この差異は8週齢時にはみられなかった。Marble burying testでは、EWマウスは8週齢時にNWマウスより長い移動距離を示した。Open field testでは、EWマウスとNWマウスの運動活性に差異はなかったことから、Marble burying testでみられたEWマウスの移動距離の増加は新奇物に対する反応性が亢進したと考えられる。実験2では、ビニルアイソレーター内で無菌(Germ free: GF)マウスを出産させ、仔マウスが10日齢時にその母マウスにEWマウスまたはNWマウス糞便由来細菌叢を経口投与して細菌叢マウス（GF-EW or GF-NW）を作成した。それら仔マウスの行動と腸内細菌叢構成、腸管の免疫細胞を解析した。結果としてGF-EWマウスはGF-NWマウスよりProteobacteria門の組成比が高く、Verrucomicronita門の組成比が低かった。4週齢時のTail suspension testでは、GF-EWマウスはGF-NWマウスより顕著なうつ様行動を示したが、この差異は8週齢時にはみられず、EWマウスと類似した行動変化を示した。Marble burying testにおいては4週齢時にGF-EWマウスGF-NWマウスより長い移動距離を示した。Open field testでは、GF-EWマウスとGF-NWマウスの運動活に差異はなかった。8週齢のGF-EWマウスの脾臓ではT細胞の数およびFoxp3陽性細胞の減少が認められた。これらのことから、EWによる行動発達および免疫系の変化には腸内細菌叢の変化が関与することが明らかとなった。\n\n【第2章：母性行動の世代間伝播における腸内細菌叢の関与】\n　これまでEWマウスでは母性行動の中でも仔マウスへのリッキングやグルーミングの割合が低下することが知られている。さらに近年、EWマウスに育てられた次世代マウスが成体になった時も、母と同様の低い母性行動を示すことが分かってきた。第2章では、この母性行動の伝播における腸内細菌叢の関与を明らかにすることを目的に実験した。第1章の実験2と同様の方法を用いて、GF-EWマウスとGF-NWマウスを作成してビニルアイソレーター内で繁殖させ、母性行動を観察した。その結果、GF-EWマウスはGF-NWマウスと比較して、リッキングやグルーミングの割合が低下する傾向があり、巣の出入り回数が顕著に多かった。これらのことから、EWマウスで見られる低い母性行動の次世代への伝播にも腸内細菌叢の変化が関与することが示唆された。\n\n【第3章：性発達における腸内細菌叢の関与】\n　GFマウスはSPFマウスと比較して産仔数や着床率が低く、膣開口が遅延することが知られている。第2章では、EWマウスの低い母性行動は腸内細菌叢構成変化に起因することが示唆されたが、そもそも腸内細菌叢の構成変化によって性発達が影響を受けた可能性がある。第3章では、雌マウスの性発達における腸内細菌叢の影響を調査することを目的とした。4週齢のGFマウスにSPFマウスまたはモルモット（Guinea pig: GP）の糞便由来細菌叢を投与した細菌叢マウス（GF-SPFマウス or GF-GPマウス）を作出した。これらのマウスに加えて、SPFマウスおよびGFマウスのステロイドホルモン（エストラジオール、プロゲステロン、コルチコステロン）の糞中含有量を8週齢まで継時的に測定した。また、これらの雌マウスが雌雄どちらのマウス尿の匂いを選択するかを評価するためにOdor preference testも実施した。その結果、GFマウスのステロイドホルモンレベルはSPFマウスよりも顕著に低く、SPFマウスでみられる週齢による増加もなかった。GF-SPFマウスでは、SPFマウスと類似したホルモン変動がみられたが、GF-GPマウスのホルモンレベルはそれよりも低かった。Odor preference testでは雌のGF-SPFマウスは雄の匂いをより長く嗅いだが、雌のGFマウスは雄の匂いへの嗜好性を示さなかった。これらのことから、腸内細菌叢は性発達に影響をおよぼすことが示唆された。\n\n【総括】\n　第1章と第2章では通常よりも早く離乳したマウスの行動表現型に及ぼす腸内細菌叢の影響を、GFマウスを用いて検討した。その結果、EWマウスとEWマウス糞便由来細菌叢を経口投与されたGFマウスは同様に高いうつ様行動と新奇物に対する反応性を示すことから、早期離乳による情動行動の変化に腸内細菌叢の変化が関わっていることが示された。また、母性行動の観察結果から、EWマウス糞便由来細菌叢を経口投与されたGFマウスは、リッキングやグルーミングの割合が低下する傾向があり、巣の出入り回数が顕著に多かった。EWマウスで見られる低い母性行動と、その低い母性行動の次世代伝播にも腸内細菌叢の変化が関与することが示唆された。\n　第3章では、4週齢のGFマウスにSPFマウスまたはモルモットの糞便由来細菌叢を投与した各細菌叢マウス（GF-SPF or GF-Guinea pig）を作出し、性発達に対する腸内細菌叢の影響を調査した。その結果、GFマウスはSPFマウスより糞中ステロイドホルモン含量が低く、SPFマウス腸内細菌叢を投与することでSPFマウスのレベルにまでステロイドホルモンが増加した。しかし、モルモット腸内細菌叢の投与ではこの増加レベルはSPFマウスより低かったことから、ステロイドホルモンの正常な分泌には宿主特異的な腸内細菌叢が必要であることも示唆された。また、雌のGFマウスにSPFマウスの腸内細菌叢を投与することによって、GFマウスでみられない雄の匂いへの嗜好性がみられたことから、腸内細菌叢は性嗜好性の発達にも関与することが示された。\n　本研究から、幼少期の母子関係やストレスによって仔の情動行動や内分泌発達が変化する現象において、腸内細菌叢の構成変化が重要な役割を果たすことが明らかとなった。今後、腸内細菌叢がどのようにこれらの現象に関与するのかといったメカニズムがさらに解明され、幼少期に母子関係が障害されたりストレスに曝露された動物の行動や中枢機能が、プロバイオティクス投与によって改善されることが示されれば、伴侶動物や家畜動物の育成方法、また人の育児においても応用価値を生み出すことが期待できる。"}]},"item_10006_dissertation_number_12":{"attribute_name":"学位授与番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_dissertationnumber":"32701甲第76号"}]},"item_10006_textarea_23":{"attribute_name":"Rights","attribute_value_mlt":[{"subitem_textarea_value":"本論文の一部は以下のとおり公表されている。(Part of this dissertation has been published as follows.) \nKamimura I, Watarai A, Takamura T, Takeo A, Miura K, Morita H, et al. Gonadal steroid\nhormone secretion during the juvenile period depends on host-specific microbiota and\ncontributes to the development of odor preference. Dev Psychobiol., Jan 24., 2019,"}]},"item_creator":{"attribute_name":"著者","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"上村, いつか"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_files":{"attribute_name":"ファイル情報","attribute_type":"file","attribute_value_mlt":[{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2021-03-12"}],"displaytype":"detail","filename":"diss_da_kou0076_sum.pdf","filesize":[{"value":"3.3 MB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_note","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"diss_da_kou0076_sum","url":"https://az.repo.nii.ac.jp/record/5389/files/diss_da_kou0076_sum.pdf"},"version_id":"8a88e7a2-df70-475c-8334-df1c067dc93b"},{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2020-05-08"}],"displaytype":"detail","filename":"diss_da_kou0076_jab&rev.pdf","filesize":[{"value":"213.2 kB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_note","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"diss_da_kou0076_jab&rev","url":"https://az.repo.nii.ac.jp/record/5389/files/diss_da_kou0076_jab&rev.pdf"},"version_id":"041f91ae-0e55-45ca-98fd-64f88fa07947"}]},"item_language":{"attribute_name":"言語","attribute_value_mlt":[{"subitem_language":"jpn"}]},"item_resource_type":{"attribute_name":"資源タイプ","attribute_value_mlt":[{"resourcetype":"thesis"}]},"item_title":"幼少期の行動発達における腸内細菌叢の役割解明","item_titles":{"attribute_name":"タイトル","attribute_value_mlt":[{"subitem_title":"幼少期の行動発達における腸内細菌叢の役割解明"},{"subitem_title":"The elucidation of the role of gut microbiota in behavioral development during early life period","subitem_title_language":"en"}]},"item_type_id":"10006","owner":"4","path":["375"],"pubdate":{"attribute_name":"公開日","attribute_value":"2020-05-27"},"publish_date":"2020-05-27","publish_status":"0","recid":"5389","relation_version_is_last":true,"title":["幼少期の行動発達における腸内細菌叢の役割解明"],"weko_creator_id":"4","weko_shared_id":4},"updated":"2023-06-19T07:39:22.126027+00:00"}