Positive Umwelteinflüsse auf die Darm-Gehirn Achse

Die Mikrobiota-Darm-Gehirn-Achse beschreibt die dynamische Kommunikation zwischen Darmbakterien, Verdauungsorganen und dem Gehirn. Signale aus dem Gehirn sind für die Regulierung von Verdauungsfunktionen unerlässlich, aber auch umgekehrt können Signale von Darmbakterien und Wirtszellen Gehirnfunktionen wie Stimmung und emotionales Verhalten beeinflussen. Es ist bekannt, dass chronischer Stress diese bidirektionale Kommunikation negativ beeinflusst, aber die genaue Auswirkung positiver Umweltfaktoren auf die Mikrobiota-Darm-Gehirn- Achse ist derzeit unbekannt. Um die Effekte positiver Umweltfaktoren zu untersuchen, werden wir Environmental Enrichment (EE) als experimentelles Modell verwenden. Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Verfahren, von denen bekannt ist, dass sie die Haltung von Labortieren verbessern und das Tierverhalten positiv beeinflussen. In EE lebende Tiere sollen in diesem Projekt hinsichtlich Verhalten, gastrointestinaler Mikrobenzusammensetzung, mikrobieller Metaboliten, Aktivität des Immunsystems und Veränderungen der Neurobiologie mit konventionell gehaltenen Tieren verglichen werden. Um die Rolle von gastrointestinalen Mikroben und deren Metaboliten bei den positiven durch EE hervorgerufenen Effekte zu analysieren, werden wir das Verhalten von EE-Mäusen ohne gastrointestinale Mikroben, und das Verhalten von Mäusen in Standardhaltung, die Mikroben von EE-Mäusen erhalten, untersuchen. Darüber hinaus werden wir einen Fokus auf immunologische Wirkungen von EE legen. Dazu werden wir ein Tiermodell für eine experimentelle Darmentzündung verwenden und prüfen, ob EE den Krankheitsverlauf positiv verändern und/oder schädliche Auswirkungen der Kolitis auf den Magen-Darm-Trakt, das Gehirn und das Verhalten verhindern kann. Wir werden dazu eine Reihe von Verhaltenstests verwenden, um die Auswirkungen der experimentellen Interventionen auf Gehirnfunktionen wie Ängstlichkeit, Kognition, soziales und depressionsartiges Verhalten zu bewerten. Diese Auswertungen werden durch Sequenzierungsexperimente, Metabolitenuntersuchungen, Immunzellcharakterisierungen und Gen- /Proteinexpressionsanalysen ergänzt. Das Projekt wird entscheidende Daten liefern, ob und wie Darmbakterien und/oder Immunzellen die positiven Auswirkungen von EE vermitteln. Das Projekt hat daher das Potenzial, neue biologische und bakterielle Signalwege und Angriffspunkte zu entdecken, die diese vorteilhaften Wirkungen vermitteln und daher genutzt werden könnten, um neue therapeutische Strategien zu entwickeln, die positive Umweltstimulationen nachahmen.