研究方法
假设微生物群可能在促进宿主社会恐惧行为中起因果作用(图1A)。获取单个HC和SAD供体的粪便疫苗经厌氧处理后低温保存，成年雄性C57Bl/6J小鼠接受来自每个供体的FMT(图1B)。在抗生素耗尽微生物群后，小鼠接受了指定的供体FMT，随后测试了社交恐惧、社交能力、社会认知和压力应对行为，以及胃肠道转运和运动性(图1C)。
组学方法：16SrRNA测序，宏基因组测序；
其他方法：RT-qPCR，粪便微生物移植（FMT），行为测试，流式细胞术等；
研究结果
1.社交焦虑障碍导致细菌群的改变
对SAD和HC患者粪便进行16SrRNA测序(图1D)，证实了两组间明显的成分差异。实验结束后，小鼠受体细菌的β多样性在SAD组和HC组之间显著改变(图1E），SAD组和HC组中存在三种差异显著的细菌，即Bacteroidesnordii（北拟杆菌）,Bacteroidescellulosiyticus（溶纤维素拟杆菌）,和Phocaeicolamassiliensi（马西福卡埃科拉）。细菌群落组成的这种变化证实，来自SAD和HC供体的FMT导致抗生素微生物群耗尽后不同的微生物群重新定殖和移植。
2.社交焦虑障碍粪便微生物群移植特异性增加对社交恐惧的敏感性
在SAD或HC微生物群重新定植后，对小鼠的社交恐惧、社交能力、焦虑和压力应对行为等进行了评估(图1F)。在6个社会刺激试验中，社会互动显著减少，非社会调查行为无差异。社会恐惧消失率的降低表明SAD微生物群能够增加对社会恐惧刺激的敏感性。然而，一般社交能力和社会新颖性偏好不受SADFMT的影响(图1G和H)。此外，应激应对行为和胃肠道转运的其他测试也同样不受影响，表明SADFMT特异性增加了社会恐惧敏感性。
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图1.来自社交焦虑障碍(SAD)的人类肠道微生物群促进小鼠的社交恐惧行为，但不会改变其他一般社交行为
3.社交焦虑障碍粪便微生物群移植减少应激和免疫功能
测定强迫游泳试验前后小鼠血浆糖皮质激素应激激素皮质酮水平。经SADFMT处理后，血浆皮质酮显著降低，但应激后皮质酮无差异(图2A和B)。SAD组在LPS和ConA刺激下IL-17A减少(图3A)，在肠系膜淋巴结（MLNs）中，SADFMT后F4/80+巨噬细胞显著减少，而T辅助细胞有增加的趋势(图3B和C)。在血液免疫细胞群中，SADFMT处理后CD4+T辅助细胞减少(图3D)。这些数据表明，SAD菌群转移降低了循环应激激素和外周免疫。
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图2.SADFMT调节基础应激激素皮质酮血浆水平
接下来，为了了解中枢免疫是如何受到影响的，测量了终纹床核(BNST)、内侧杏仁核(MeA)和内侧前额叶皮层(MePFC)中神经炎症和血脑屏障相关基因的表达。结果发现在SADFMT处理后，精氨酸酶1(Arg1)的表达在所有三个测试区域(BNST,MeA和MePFC)中都缺失(图3E)。在MeA中，肿瘤坏死因子α(Tnf-α)，白细胞介素10(Il-10)，趋化因子C-X-C配体15(Cxcl15)均降低(图3E)。在MePFC中，toll样受体4(Tlr4)也减少(图3E)。然后，测定血脑屏障相关基因，MeA显示紧密连接蛋白1(Tjp1)，闭合蛋白5(Cldn5)，封闭蛋白(Ocln)的减少最为显著(图3F)。此外，BNST中Ocln和MePFC中Tjp1表达也呈现出一种降低的趋势（图3F）。这些数据表明，SADFMT改变了神经炎症标志物并损害了血脑屏障功能，这进一步表明SAD微生物群具有深远的免疫调节作用。
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图3.SADFMT调节回肠IL-17A、免疫细胞群组成和与神经炎症和血脑屏障完整性相关的基因表达标志物
4.BNST中催产素的减少以及MeA和MePFC中催产素相关基因的表达与社交恐惧的增加有关
通过免疫组织化学方法测定了下丘脑室旁核（PVN）、视上核（SON）和终纹床核（BNST）中催产素的水平，催产素（Oxt）是一种广泛控制社会行为的神经肽。这些脑区已被证明通过催产素的产生和信号传导在指导社会行为中发挥关键作用。对HC和SADFMT受体中的催产素（Oxt）神经元（NeuN）进行染色（图4A和B）。在PVN或SON中均未观察到差异，但BNST中的Oxt神经元显著减少（图3C）。这一结果表明，BNST对SAD微生物群转移敏感，并与社交恐惧行为相关。接下来，在终纹床核（BNST）、内侧杏仁核（MeA）和内侧前额叶皮层（MePFC）中测量了与催产素和血管升压素相关的基因表达，以评估SAD和HCFMT受体组之间潜在的转录水平变化。在BNST中，催产素基因（Oxt）或受体表达（Oxtr）没有显著的影响，但在MeA中这两个基因均有所降低，且在MePFC中Oxtr也有所降低。此外，在MePFC中，血管升压素受体1a（Avpr1a）也减少了，同时MeA中Avpr1a和BNST中血管升压素受体1b（Avpr1b）都有降低趋势。综合来看，这些数据揭示了将SAD微生物群转移给小鼠后，这些脑区中与催产素和血管升压素相关的基因表达发生了改变。
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图4.SADFMT调节BNST中含有催产素的神经元，以及MeA和MePFC中催产素和升压素相关基因
研究结论
该研究表明社交焦虑障碍（ASD）人群的肠道菌群与对照组有显著差异，且ASD人群粪便移植会特异性增加受体小鼠对社交恐惧的敏感性，这与小鼠终纹床核（BNST）中外周免疫激活和神经元催产素受损相关。展望未来，微生物-肠-脑轴是改善SAD症状新疗法的理想靶点。
