www.nature.com/articles/s41586-022-04884-x
Регенеративный потенциал нейронов периферической нервной системы млекопитающих после повреждения критически ограничен их медленной скоростью регенерации аксонов. На регенеративную способность влияют как зависимые, так и независимые от травмы механизмы. Было показано, что среди последних факторы окружающей среды, такие как физические упражнения и обогащение окружающей среды, влияют на сигнальные пути, которые способствуют регенерации аксонов. Некоторые из этих путей, в том числе модификации транскрипции генов и синтеза белка, митохондриального метаболизма и высвобождения нейротрофинов, могут быть активированы прерывистым голоданием (IF). Однако еще предстоит выяснить, влияет ли IF на регенеративную способность аксонов. Здесь мы показываем, что IF способствует регенерации аксонов после повреждения седалищного нерва у мышей с помощью неожиданного механизма, который зависит от грамположительного микробиома кишечника и увеличения метаболита индол-3-пропионовой кислоты (IPA), полученного из кишечных бактерий, в сыворотке. Продукция IPA Clostridium sporogenes необходима для эффективной регенерации аксонов, а доставка IPA после повреждения седалищного нерва значительно усиливает регенерацию аксонов, ускоряя восстановление сенсорной функции. Механистически анализ секвенирования РНК из седалищных ганглиев задних корешков предположил роль хемотаксиса нейтрофилов в IPA-зависимом регенеративном фенотипе, что было подтверждено ингибированием хемотаксиса нейтрофилов. Наши результаты демонстрируют способность метаболита, полученного из микробиома, такого как IPA, способствовать регенерации и функциональному восстановлению сенсорных аксонов посредством иммунно-опосредованного механизма.