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抗生素可能治疗阿尔茨海默? 精选

已有 4977 次阅读 2016-8-1 08:50 |系统分类:科普集锦| 大脑, 抗生素, 肠道微生物, 阿兹海默症, β—淀粉样蛋白

       近期有关肠道微生物的研究非常多,已经来不及看了。人们意识上认为肠道微生物对人体很重要,而抗生素能够杀死肚子里的微生物,使用抗生素对肠道微生物是不友好的。并且,由于抗生素的滥用,多种耐药性基因开始在全球蔓延。但是,最新的的研究显示:抗生素是调节肠道微生物的有效方法,通过抗生素调节肠道微生物可能治疗阿尔茨海默病。


图片来自网络


      7月21日,芝加哥大学的研究人员发现用广谱抗生素长期治疗能够使小鼠的淀粉样蛋白斑块减少,同时激活了中枢神经系统的炎症性小胶质细胞。相关研究结果发表在Scientific Reports上。

阿尔茨海默病有两个关键特征:第一,脑内β—淀粉样蛋白斑块的积累;第二,在中枢神经系统负责免疫系统功能的小胶质细胞出现炎症。β—淀粉样蛋白斑块的形成对阿尔茨海默病的发病起主要作用,而有研究认为神经炎症状态会影响阿尔茨海默病导致认知下降的速率。


图片来自网络

      在这项研究中,研究人员给转基因的 APPSWE/PS1ΔE9阿尔茨海默病模型小鼠,分别使用了无菌水和包含八种抗生素的高剂量广谱抗生素:庆大霉素(1毫克/毫升),万古霉素(0.5毫克/毫升),甲硝哒唑(2毫克/毫升),新霉素(0.5毫克/毫升),氨苄青霉素(1毫克/毫升),卡那霉素(3毫克/毫升),粘菌素(6000 U /毫升)和头孢哌酮(1毫克/毫升)的混合物,期间采集粪便细菌培养平板来检测肠道微生物的生长情况。经过长达5个月的干预后杀掉雌鼠取样,6个月时再杀掉雄鼠取样(真是“男女有别”啊!)。


抗生素处理后肠道微生物组成发生改变                    

      首先,他们对抗生素处理小鼠的肠道微生物组成进行了分析,结果表明虽然与对照组在肠道细菌的总量上大致相当,但是抗生素处理后肠道菌群的多样性改变明显,抗生素能显著降低肠道微生物多样性(见下图)。


图片引自:Scientific Reports 6,30028 (2016)


抗生素处理后脑部淀粉样蛋白斑块明显减小            

     抗生素处理小鼠的脑部淀粉样蛋白斑块也出现了超过两倍的下降,而脑内小胶质细胞的炎症状态出现了显著增加。抗生素治疗后的小鼠在血液循环中的重要信号的化学物质水平也升高(见下图)。抗生素治疗后肠道菌群发生了显著变化表明肠道菌群的组成和多样性,可能通过调节免疫系统活性,减少淀粉样蛋白斑块,进而影响了阿尔茨海默病进展。

图片引自:Scientific Reports 6,30028 (2016)


       此外,抗生素治疗后,除了淀粉样蛋白斑块变小了,大脑中的神经细胞的树突的长度减小,树突的数量增加,并且树突的节点数目也增加了(见下图)。

图片引自:Scientific Reports 6,30028 (2016)


      虽然,导致上述变化的机制仍不清楚,但是该研究为进一步探索肠道菌群如何影响脑部和神经系统提供了线索。不过研究人员也表示该研究仅是理解肠道菌群如何影响阿尔茨海默病的一个开始,还需要更多研究来证明。


基于肠道微生物的健康评估和干预任重而道远                  


      实际上,现在还不能确定是否在人体也会出现类似的结果,将这种方法用于治疗阿尔兹海默症仍需要很长时间。

      由于阿尔兹海默症的发病时缓慢的,从大脑和中枢神经系统发生变化到临床发病至少需要15到20年的时间。如果在这个过程中我们能够通过检测肠道微生物的组成,提前预知或评估中枢神经系统的健康状况,那就可以在病人还没有出现临床症状时进行提早干预,这或许是未来预防这类神经退行性疾病的有效手段。

      在将来,如果我们了解肠道细菌变化如何影响发病或进展,或者知道它们产生的分子与中枢神经系统的相互作用,掌握了肠道微生物与人体健康的规律,我们就可以建立一种新的个性化的精准医学干预方法。

      任重而道远,我们一起努力!


原文出处:

Myles R. Minter, Can Zhang, Vanessa Leone, Daina L. Ringus, Xiaoqiong Zhang, Paul Oyler-Castrillo, Mark W. Musch, Fan Liao, Joseph F. Ward, David M. Holtzman, Eugene B. Chang, Rudolph E. Tanzi, Sangram S. Sisodia. Antibiotic-induced perturbations in gut microbial diversity influences neuro-inflammation and amyloidosis in a murine model of Alzheimer’s disease. Scientific Reports 6, Article number: 30028 (2016) doi:10.1038/srep30028






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