近日，南京医科大学基础医学院病原生物系，生殖医学国家重点实验室刘星吟教授课题组在微生物学的顶级期刊，Cell子刊《Cell Host& Microbe》杂志（JCR一区, IF, 17.8）发表题为“Drosophila KDM5 regulates social behavior through immune control and gut microbiota maintenance.”的长篇研究性论文。该文章探究了组蛋白去甲基化酶“KDM5”通过调节肠道微生物组稳态以及免疫系统，从而影响果蝇社会性行为的内在机制。该研究为孤独症、智力障碍等精神疾病的治疗提供了新的思路。

孤独症（autism spectrum disorder）指的是一种神经发育障碍性疾病，其临床症状表现为：社交互动和沟通困难，行为能力受限以及智力障碍（intellectual disability）等。孤独症目前已成为世界上人数增长最快的严重性病症，占中国儿童精神残疾首位，同时也是全球儿童群体高发的精神疾病之一，然而其发病原因并没有得到清晰的阐释。同时，越来越多的证据表明，肠道微生物群对智力障碍以及孤独症的发生具有重要的影响，而宿主基因的表达则会影响肠道微生物群的组成。然而，宿主体内微生物组的组成以及在健康个体或患病个体中的平衡性的保持的内在分子机制仍然不为人知。

KDM5家族蛋白是一类去组蛋白甲基化酶，它参与基因的表观遗传调控过程。此前有研究表明，在智力障碍以及孤独症患者中，存在KDM5家族蛋白（KDM5A/KDM5B/KDM5C）的基因突变以及功能的丧失。通过以果蝇为模型，刘星吟教授课题组发现KDM5功能丧失会导致肠屏障功能受损和与肠道微生态失调，同时出现社交行为异常的现象。

进一步，作者等人给果蝇进行抗生素治疗或接种益生菌（乳杆菌）。结果表明：上述操作能够部分挽救因KDM5蛋白功能缺失而导致的果蝇的社交行为紊乱、寿命缩短、以及细胞表型产生的变化。

从分子层面，作者等人发现KDM5通过其去甲基化酶的活性，能够调节“免疫缺陷信号通路（immune deficiency signaling，IMD）”组成基因的表达，从而影响了体内共生菌的稳态平衡。肠道菌群结构的紊乱则影响了神经递质5-HT的代谢，从而影响了个体的社会性行为，

综上，刘星吟教授团队以果蝇为模型，揭示了去甲基化酶KDM5、肠道微生物稳态以及神经系统发育之间的密切联系。这项研究成果将拓展人们对孤独症诱发因素的认识，也为孤独症的诊疗提供了新的线索。

目前，南京医科大学生殖医学国家重点实验室已经联合南京医科大学附属脑科医院儿童心理科成立了孤独症研究中心，组建了多学科强强联合的研究团队，计划从出生队列，菌群稳态，神经发育，免疫，环境和遗传多个因素角度深入研究孤独症病理机制，希望为孤独症的预防和诊疗提供更多的科学依据。

该论文通讯作者为刘星吟教授。第一作者包括基础医学院2016级硕士生，陈坤，刘星吟教授课题组成员，技术员栾晓婷，讲师刘歧莎博士，博士后王建伟博士，科辅常新霞女士以及美国Lawrence Berkeley国家实验室高级研究员Antoine M.Snijders 博士。其他为该论文做出重要贡献的作者还包括2016级硕士生但舟，美国Lawrence Berkeley国家实验室高级研究员Jian-Hua Mao 博士和 Susan E. Celnike博士，美国爱因斯坦医学院的Julie Secomeb 副教授，董潇博士，南京医科大学基础医学院分析测试中心王志斌工程师，江苏省人类功能基因组重点实验室常晓艾实验师，江南大学医学院陈建欢教授，南京医科大学江苏省实验动物中心邱晨博士，南京医科大学国家生殖医学重点实验室张东教授等。

该成果受国家自然科学基金项目NSFC 81671983 和81871628，江苏省自然科学基金BK20161572，南京医科大学高层次引进人才启动研究经费以及南京医科大学肠道微生态创新团队资助。

刘星吟教授将作为演讲嘉宾参加“第五届（2019）肠道微生态与健康国际研讨会”，敬请期待！

个人简介：

刘星吟,教授, 博士生导师，2006年获得中山大学理学博士学位，2006年至2015年10月，先后在美国Rochester大学生物系和医学院从事表观遗传学，以及肠道微生物与宿主相互作用的信号转导机制的研究。2010-2015 在美国爱因斯坦医学院从事表观遗传学研究。2015年10月作为高层次引进人才受聘于南京医科大学基础医学院。2016年9月被评为南医大特聘教授，2017年被评为江苏特聘教授，目前担任南京医科大学整合肠病学重点实验室执行主任，肠道微生态创新团队的组长，南京医科大学生殖医学国家重点实验室孤独症研究中心副主任。主要致力于肠道微生物与人类疾病关联的基础研究。