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Nature:肠道微生物如何影响神经系统疾病

最近关于肠道菌群的研究可谓是遍地开花了。516日发表在《Nature》上的一项研究揭示了肠道与大脑之间的一种新关联,阐明了一种复杂相互作用的机制,该机制使肠道微生物副产物影响神经退行疾病的进程。哈佛医学院布莱根妇女医院(BWH)的研究人员利用动物模型和人类患者细胞梳理了参与肠道-大脑连接的关键因素,以及免疫细胞和大脑细胞之间的通信。这篇新研究定义的这种通路能够帮助指导多发性硬化以及其他神经疾病的治疗。

 

 

BWHAnn Romney神经疾病研究中心的Francisco Quintana博士是该研究的通讯作者,他说:“这些发现帮助我们清晰地理解肠道是如何影响大脑中的中枢神经系统常驻细胞。既然我们现在已经知道了相关因素,就可以开始根据它们来开发新的疗法了。”

 

 

这项新研究关注重点是肠道微生物对两种在中枢神经系统中起主要作用的细胞:小神经胶质细胞和星形胶质细胞。小神经胶质细胞是身体免疫系统的一个组成部分,负责净化中枢神经系统(CNS)并清理斑块、受损细胞以及其他需要被清理的物质。但是小神经胶质细胞也能够分泌某些诱导神经毒性的化合物,它们会毒害大脑中的星形胶质细胞。这种损伤会导致很多神经疾病,包括多发性硬化症。

 

 

BWH的研究人员过去研究大脑和肠道之间的关联是为了进一步理解多发性硬化。尽管有些研究已经阐述过肠道微生物的副产物如何促进大脑中的炎症,但是目前的这项研究首次报告了微生物副产物如何直接作用于小神经胶质细胞以预防炎症。该团队报告称,肠道微生物在分解色氨酸时产生的副产物能通过对影响小胶质细胞来抑制大脑中的炎症。

 

 

为了进行这项研究,该团队使用小鼠模型测试了肠道微生物和饮食变化对多发性硬化的影响。他们发现,通过分解色氨酸产生的化合物可以穿越血脑屏障,并激活限制神经退行性病变的抗炎通路。研究人员还研究了人类多发性硬化的大脑样本,发现了相同通路和相关因素存在的证据。

 

 

最近,这一通路被激活发现与阿尔兹海默症和恶性胶质瘤相关。Ann Romney神经疾病研究中心的Quintana博士召集了各路专家加速对这种疾病的治疗方法的研究,还包括多发性硬化症、帕金森症和ALS(卢伽雷氏病)。

 

 

Quintana说:“很可能我们发现的机制与多发性硬化之外的其他神经疾病也有关联。这些发现能够指导我们研究治疗多发性硬化症和其他疾病的新方法。”

 

 

Quintana和同事们计划进一步研究肠道菌群与神经疾病之间的关联,还在优化小分子以及益生菌以确定参与到这一通路和对新疗法有帮助的其他要素。


 

原始出处:

 

Veit Rothhammer, Davis M. Borucki, Emily C. Tjon, et al.Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites.Nature (2018) .doi:10.1038/s41586-018-0119-

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