Posttraumatic stress disorder (PTSD) imposes a significant burden on patients and communities. Although the microbiome-gut-brain axis has been proposed as a mediator or moderator of PTSD risk and persistence of symptoms, clinical data directly delineating the gut microbiome's relationship to PTSD are sparse. This study investigated associations between the gut microbiome and mental health outcomes in participants with PTSD (n = 79) and trauma-exposed controls (TECs) (n = 58). Diagnoses of PTSD, major depressive disorder (MDD), and childhood trauma were made using the Clinician-Administered PTSD Scale for DSM-5 (CAPS-5), MINI International Neuropsychiatric Interview (MINI), and Childhood Trauma Questionnaire (CTQ), respectively. Microbial communities from stool samples were profiled using 16S ribosomal RNA gene V4 amplicon sequencing and tested for associations with PTSD-related variables of interest. Random forest models identified a consortium of four genera, i.e., a combination of Mitsuokella, Odoribacter, Catenibacterium, and Olsenella, previously associated with periodontal disease, that could distinguish PTSD status with 66.4% accuracy. The relative abundance of this consortium was higher in the PTSD group and correlated positively with CAPS-5 and CTQ scores. MDD diagnosis was also associated with increased relative abundance of the Bacteroidetes phylum. Current use of psychotropics significantly impacted community composition and the relative abundances of several taxa. Early life trauma may prime the microbiome for changes in composition that facilitate a pro-inflammatory cascade and increase the risk of development of PTSD. Future studies should rigorously stratify participants into healthy controls, TECs, and PTSD (stratified by psychotropic drug use) to explore the role of the oral-gut-microbiome-brain axis in trauma-related disorders.

There is a growing appreciation of the role of non-coding RNAs in the regulation of gene and protein expression. Long non-coding RNAs can modulate splicing by hybridizing with precursor messenger RNAs (pre-mRNAs) and influence RNA editing, mRNA stability, translation activation and microRNA-mRNA interactions by binding to mature mRNAs. LncRNAs are highly abundant in the brain and have been implicated in neurodevelopmental disorders. Long intergenic non-coding RNAs are the largest subclass of lncRNAs and play a crucial role in gene regulation. We used RNA sequencing and bioinformatic analyses to identify lincRNAs and their predicted mRNA targets associated with fear extinction that was induced by intra-hippocampally administered D-cycloserine in an animal model investigating the core phenotypes of PTSD. We identified 43 differentially expressed fear extinction related lincRNAs and 190 differentially expressed fear extinction related mRNAs. Eight of these lincRNAs were predicted to interact with and regulate 108 of these mRNAs and seven lincRNAs were predicted to interact with 22 of their pre-mRNA transcripts. On the basis of the functions of their target RNAs, we inferred that these lincRNAs bind to nucleotides, ribonucleotides and proteins and subsequently influence nervous system development, and morphology, immune system functioning, and are associated with nervous system and mental health disorders. Quantitative trait loci that overlapped with fear extinction related lincRNAs, included serum corticosterone level, neuroinflammation, anxiety, stress and despair related responses. This is the first study to identify lincRNAs and their RNA targets with a putative role in transcriptional regulation during fear extinction.

Introduction: Common mental disorders, such as anxiety disorders, depression, and posttraumatic stress disorder (PTSD), present a substantial health and economic burden. The gut microbiome has been associated with these psychiatric disorders via the microbiome-gut-brain axis. However, previous studies have focused on the associations between the gut microbiome and common mental disorders in European, North American and Asian populations. As part of the saNeuroGut Initiative, we assessed associations between gut microbial composition and self-reported symptoms of anxiety, depression and posttraumatic stress among South African adults. Methods: Participants completed validated, online self-report questionnaires to evaluate symptoms of state anxiety, trait anxiety, depression, and PTSD. Eighty-six stool-derived microbial DNA samples underwent sequencing of the V4 region of the 16S rRNA gene to characterise gut bacterial taxa in the sample. Results: No significant associations were observed between symptom severity scores and alpha (Shannon and Simpson indices) and beta (Aitchison distances) diversity metrics. Linear regression models revealed that the abundances of Catenibacterium, Collinsella and Holdemanella were significantly positively associated with the severity of posttraumatic stress (PTS) symptoms. Conclusion: Catenibacterium, Collinsella and Holdemanella have each previously been associated with various psychiatric disorders, with Catenibacterium having been positively associated with symptoms of PTSD in another South African cohort. This study sheds light on the relationship between the human gut microbiome and symptoms of anxiety, depression, and PTS in a South African adult sample.