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博业体育肠道菌群调控与防治神经退行性疾病(阿尔茨海默、帕金森病、渐冻症)的研究进展
博业体育肠道菌群调控与防治神经退行性疾病(阿尔茨海默、帕金森病、渐冻症)的研究进展肠道微生物群(简称肠道菌群)是指人类肠道中存在的肠道共生微生物,主要由细菌、病毒和真菌等微生物构成。人类与肠道菌群协同进化,人类作为宿主为肠道菌群提供营养物质和生殖空间,而肠道菌群有助于调节生理功能。研究发现,肠道菌群可作为诊断神经退行性疾病的生物标志物。所谓神经退行性疾病,是一种神经异质性疾病,发病机制复杂,由多基因多通路共同作用引起,易形成认知功能障碍。肠道菌群可作为诊断神经退行性疾病的生物标志物,肠道微生物与大脑之间通过肠 - 脑轴存在着双向的调控机制。
近期的研究表明,改善肠道菌群结构和功能,可调节神经活性代谢物、β 淀粉样蛋白沉积、氧化应激水平和血脑屏障功能,而这些都和神经退行性疾病的发生密切相关,所以道菌群在阿尔茨海默病(AD)帕金森病(PD)和肌萎缩侧索硬化症(ALS)等神经退行性疾病中的预防和治疗中,有望发挥重要作用。
AD的发病过程,主要与脑内Aβ沉积和tau蛋白异常磷酸化导致的神经原纤维缠结有关。研究发现,AD 患者肠道菌群与健康人群相比存在显著差异博业体育官网,其体内拟杆菌属(Bacteroides)、放线菌门(Actinobacteria)和瘤胃球菌属(Ruminococcus)等丰度显著降低,说明肠道菌群失调引发的外周炎症和肠源性淀粉样蛋白沉积,是导致AD 病理的原因之一。
肠道菌群生态失调会导致肠屏障功能紊乱,使得病原体、脂多糖和肠源性淀粉样蛋白等到达外周循环进而降低血脑屏障完整性,导致神经炎症发生,这个现象也被称为“肠漏”和“脑漏”。肠道病原体通过“肠漏”和“脑漏”进入脑部,会诱发脑部炎症反应,促进Aβ沉积;肠源性淀粉样蛋白能通过血液循环进入中枢神经系统,加重脑部Aβ沉积,导致突触变性和联想记忆受损;肠道菌群代谢物,如氧化三甲胺、胆汁酸、短链脂肪酸等,可导致Aβ沉积和星形胶质细胞过度活化。
因此,调整肠道菌群可以作为AD的治疗靶点。目前,利用益生菌群可调节肠道内菌群平衡、降低氧化应激水平和炎症反应的临床试验症状进行。另一方向是菌群移植,它能重塑肠道菌群,同时抑制机体炎症反应和减少海马体和大脑皮层中Aβ蛋白异常聚集,进而改善AD引起的认知障碍。
目前,正在进行的两项临床试验有望在治疗方面取得突破。一项是通过补充瑞士乳杆菌NS8,上调血浆白细胞介素-10 (IL-10) 和海马体血清素(五羟色胺)水平,并促进海马体脑源性神经营养因子(BDNF)mRNA 表达。另一项试验是通过补充益生菌干酪乳杆菌和双歧乳杆菌,降低氧化应激水平,抑制炎症反应,进而改善AD 患者的认知功能。
PD临床表现主要包括静止性震颤、肌强直、姿势步态障碍和运动迟缓等。研究发现PD 患者肠内链球菌属(Streptococcus)丰度显著上升,而毛螺菌属(Lachnospira)和优杆菌属(Eubacterium)丰度显著降低。α- 突触核蛋白 (α-syn) 错误折叠是PD 的病理特征。肠道生态失调加剧氧化应激,减少神经递质数量,增加肠道通透性和机体慢性炎症,进而聚集异常水平的α-syn,加重神经炎症,加速神经元凋亡,造成PD发生。而幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)和结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)丰度增加会诱导肠屏障功能障碍,致使血脑屏障受损和α-syn沉积,加速PD病理进程。
通过肠道菌群治疗PD的研究方向,也集中在补充益生菌和菌群移植这两个方向。补充益生菌方面,研究发现补充长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)和嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus),能调节菌群多样性,能有效改善PD患者的便秘症状。菌群移植,也可改善患者的运动缺陷和步态模式,增加纹状体神经递质释放,以及降低神经炎症水平。
ALS也称渐冻症,是运动神经元、小脑和大脑等区域受损而引发的神经退行性疾病。ALS 患者体内大肠杆菌(Escherichia coli)丰度显著升高,而厌氧菌(anaerobic bacteria)、直肠真杆菌(Eubacterium rectale)和巨单胞菌属(Megamonas)丰度显著下降,并且ALS 患者的肠道生态失调会随着症状恶化而加剧。
通过肠道菌群治疗ALS的研究刚刚起步。目前研究表明,益生菌定植能改善患者肠道微生态平衡,缓解ALS。菌群移植可减轻ALS患者症状,增加Treg细胞数量,而Treg细胞是靶向治疗ALS的重要研究方向。
综上所述,肠道菌群广泛参与神经退行性疾病的发生发展,并发挥重要调节作用。而通过调控肠道菌群,能够调节神经活性代谢物分泌,减少Aβ沉积,降低氧化应激水平,改善血脑屏障功能,进而改善神经退行性疾病,为AD、PD和ALS患者康复带来希望。