膳食成分被胃腸道中的微生物群轉化，接著在腸道產生的代謝物會擴散到包括大腦在內的所有器官。在小鼠中，腸道微生物群影響行為，調節(jié)腸道和大腦中的神經遞質產生，并影響大腦發(fā)育和髓鞘形成模式。然而，盡管腸道和大腦之前涉及體液和神經元連接，但介導腸道和大腦相互作用的機制仍不清楚。

來自加州理工學院的Sarkis K. Mazmanian等人之前發(fā)現在非典型神經發(fā)育的小鼠模型中，微生物代謝物4-乙基苯酚硫酸鹽(4-ethylphenyl sulfate ,4EPS)的水平升高。他們還發(fā)現，在自閉癥患者和自閉癥小鼠模型中，4EPS在血液中濃度升高。據推測，腸道微生物群中的擬桿菌將酪氨酸（哺乳動物神經遞質來源）轉化為香豆酸，再被如植物乳桿菌轉化為4-乙基苯酚（4-ethylphenyl,4EP）的基因，進而被宿主硫酸化為4EPS。

近期，他們在Nature發(fā)表題為“A gut-derived metabolite alters brain activity and anxiety behaviour in mice”的研究，他們利用BLAST從卵形擬桿菌基因組中鑒定出了將酪氨酸轉化為香豆酸的酪氨酸解氨酶，并在卵形擬桿菌中過表達酪氨酸解氨酶和酚酸脫羧酶，使其高產4EP。相比之下，敲除酪氨酸氨解酶的卵形擬桿菌與植物乳桿菌共培養(yǎng)時則檢測不到4EP。讓兩種工程菌分別在Germ Free小鼠定殖，產生4EP+小鼠和4EP-小鼠。發(fā)現4EP可以在4EP+小鼠血清中檢測不到，而在大腦中檢測到了4EPS。在離體腦培養(yǎng)中，4EPS損害了小鼠少突膠質細胞的成熟，減少了少突膠質細胞與神經元的相互作用。少突膠質細胞產生的髓鞘可以保護神經元和神經纖維，大腦中髓鞘動態(tài)改變與行為結果有關，4EP+小鼠表現出神經元軸突的髓鞘形成減少和焦慮樣行為，使用促進少突膠質細胞分化的藥物治療阻止了4EPS的行為效應。

這些發(fā)現表明，腸道菌代謝產生的4EP通過在動物體內硫酸化為4EPS影響大腦中的少突膠質細胞功能和髓鞘模式，從而影響小鼠行為。