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胃肠菌群促进神经退行性疾病发生 精选

已有 2075 次阅读 2017-4-13 17:17 |个人分类:自然科学|系统分类:观点评述

胃肠菌群作为一种重要功能单位,受到生物医学领域越来越多的重视。一般认为,胃肠菌群对维持健康非常重要,尤其是对减少代谢性疾病和神经退行性疾病十分有帮助,最近有学者提出,肠道菌群可能会促进帕金森病的发生。其实这也可以接受,任何一种因素都不可能只发挥有利作用,在某些情况下有可能不利于健康。


在胃肠道、鼻腔、皮肤、口腔等部位都定居着大量细菌,这些细菌被称为正常菌群。一般认为,正常菌群和宿主是互惠互利的关系。例如,肠道菌群能给人体合成维生素K,对膳食纤维发酵能提供可被人体利用的短链脂肪酸。但是,Sampson最近在《细胞》发表的论文强调了肠道菌群的负面作用,研究发现肠道细菌能加重动物帕金森病。理解肠道菌群和帕金森病的关系对认识肠道菌群在神经退行性疾病甚至其他疾病的关系有重要意义。

帕金森病是仅次于老年性痴呆的第二常见老年神经退行性疾病,主要表现是中枢性运动控制功能异常。不足10%的患者是因为基因缺陷,但大多数患者病因不清楚。典型病理生理学改变是脑干多巴胺能神经元丢失,局部组织神经毒性错误折叠α-突触核蛋白沉积。大量证据表明,中枢免疫细胞小胶质细胞参与神经退行性疾病的发生发展过程。在帕金森动物模型中,小胶质细胞神经毒性是导致帕金森病发生的重要原因。

大脑和肠道之间存在密切关系,其中迷走神经是肠道和大脑之间神经联系通道,也可能是帕金森病从肠道影响大脑的一个重要途径。目前对病理启动因素、细胞和分子基础仍然不十分清楚。这一假说的最重要证据是,切断迷走神经可显著降低帕金森病风险。

为研究肠道菌群和帕金森的关系,Sampson等用人类α-突触核蛋白基因表达小鼠帕金森动物模型,发现用抗生素清除肠道菌或无菌动物都可以缓解帕金森病表现,脑干内错误折叠α-突触核蛋白也明显减少。曾有研究发现,正常动物肠道菌群对脑内小胶质细胞激活有影响,在这种动物模型情况下,肠道菌群也能促进小胶质细胞激活,增加神经毒性白细胞介素6和肿瘤坏死因子α的释放。是不是肠道细菌代谢产物造成了这样的效应,细菌代谢产生的短链脂肪酸是肠道菌群影响免疫系统的信号分子,研究发现给动物直接饲养含乙酸、丙酸和丁酸也可以激活小胶质细胞,增加α-突触核蛋白沉积和动物行为学改变。帕金森患者和健康人的肠道菌存在差异,将帕金森患者肠道菌给无菌小鼠移植也能促进帕金森的发生,血液中短链脂肪酸水平也明显增加。健康动物移植帕金森患者菌群并未有帕金森病表现。这些研究结果说明,肠道菌参与帕金森病的发生发展过程。

Sampson等的发现仍然存在一些重要问题。如短链脂肪酸在帕金森病发生发展过程中的作用,因为脑内未发现表达短链脂肪酸受体FFAR2,难道短链脂肪酸是通过非神经细胞或其他受体发挥作用。另外一个问题是肠道菌群和其他神经退行性疾病的关系如何?

当然肠道菌群发挥作用可能有其他一些因素,例如肠道菌群对血脑屏障的影响。神经递质包括多巴胺合成也能受到肠道菌群的影响。但是作者并没有对这些因素进行分析。




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