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腸道微生物可能會影響ALS的進(jìn)程

2019-07-30 10:58來源：生物谷


魏茨曼科學(xué)研究所的研究人員在老鼠身上進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物（統(tǒng)稱腸道微生物群）可能會影響肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)的進(jìn)程，也被稱為盧伽雷氏癥。研究人員發(fā)現(xiàn)，小鼠接受了某些腸道微生物株或已知由這些微生物分泌的物質(zhì)后，一種類似ALS的疾病的進(jìn)展變慢，初步結(jié)果表明，該菌群調(diào)節(jié)功能的發(fā)現(xiàn)可能適用于ALS患者，相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在《Nature》上，題為"Potential roles of gut microbiome & metabolites in modulation of murine ALS"。

"我們長期以來的科學(xué)和醫(yī)學(xué)目標(biāo)是闡明微生物群對人類健康和疾病的影響，而大腦是一個迷人的新領(lǐng)域，"免疫學(xué)教授Eran Elinav說道。他的團(tuán)隊(duì)與計(jì)算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)系的Eran Segal教授一起進(jìn)行了這項(xiàng)研究。Segal解釋說："越來越多的證據(jù)表明，微生物群影響大腦功能和疾病，我們想研究它在ALS中的潛在作用。"


科學(xué)家們開始在一系列實(shí)驗(yàn)中證明，在轉(zhuǎn)基因小鼠中使用廣譜抗生素清除其大部分微生物群后，一種類似ALS的疾病的癥狀會惡化。此外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，在無菌條件下培育這些易患ALS的小鼠非常困難，因?yàn)檫@些小鼠很難在無菌環(huán)境中生存。綜上所述，這些結(jié)果暗示了微生物群的改變與遺傳上易患ALS的小鼠疾病加速發(fā)展之間的潛在聯(lián)系。


接下來，利用先進(jìn)的計(jì)算方法，科學(xué)家們對易患ALS的小鼠體內(nèi)微生物組的組成和功能進(jìn)行了表征，并將它們與正常小鼠進(jìn)行了比較。他們鑒定出11種微生物菌株，這些菌株在易患ALS的小鼠中隨著疾病的進(jìn)展而發(fā)生變化，甚至在小鼠出現(xiàn)明顯的ALS癥狀之前就發(fā)生了變化。當(dāng)科學(xué)家們分離出這些微生物菌株，并在抗生素治療后以類似益生菌的補(bǔ)充物的形式，一個接一個地給易患ALS的小鼠服用時，其中一些菌株對這種類似ALS的疾病產(chǎn)生了明顯的負(fù)面影響。但有一種叫Akkermansia muciniphila的菌株顯著減緩了小鼠的疾病進(jìn)展，延長了它們的存活時間。


為了揭示該細(xì)菌產(chǎn)生這種效果的機(jī)理，科學(xué)家們檢測了腸道微生物分泌的數(shù)千個小分子。他們將注意力集中在一種叫做煙酰胺(NAM)的分子上：抗生素治療后，易患ALS的小鼠血液和腦脊液中的煙酰胺水平降低，而在補(bǔ)充了能夠分泌這種分子的Akkermansia后，煙酰胺水平升高。為了證實(shí)NAM確實(shí)是一種能夠阻礙ALS進(jìn)程的微生物分泌分子，科學(xué)家們不斷地向易患ALS的小鼠體內(nèi)注入NAM。這些小鼠的臨床狀況明顯改善。對他們大腦中基因表達(dá)的詳細(xì)研究表明，NAM能改善他們運(yùn)動神經(jīng)元的功能。