特異腸道微生物亞群暗示漸凍癥未來治療新途徑

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來源：生物探索

2019-07-24

肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)，俗稱“漸凍癥”，是一種神經(jīng)退行性疾病，影響患者脊髓和大腦中與運動相關(guān)的神經(jīng)，導(dǎo)致運動神經(jīng)元逐漸萎縮并死亡，令大腦無法控制肌肉運動。大多數(shù)患者在確診后只有3-5年的生存期。

肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)，俗稱“漸凍癥”，是一種神經(jīng)退行性疾病，影響患者脊髓和大腦中與運動相關(guān)的神經(jīng)，導(dǎo)致運動神經(jīng)元逐漸萎縮并死亡，令大腦無法控制肌肉運動。大多數(shù)患者在確診后只有3-5年的生存期。去年隕世的著名物理學(xué)家斯蒂芬?霍金在21歲時即被診斷患有此癥。

2014年夏天，“冰桶挑戰(zhàn)”風(fēng)靡一時，越來越多的普通人開始了解和關(guān)注ALS。一直以來，科研工作者從未停止對ALS的探尋，希望有朝一日能夠為ALS“解凍”。近日，發(fā)現(xiàn)在《Nature》上的一篇重磅研究表明，腸道微生物組或能影響ALS進程，該研究也將為ALS的治療提供新的方向。

越來越多的證據(jù)表明，腸道菌群與多種大腦功能和疾病相關(guān)。比如帕金森?。∟euron：帕金森病起源于腸道，通過神經(jīng)傳入大腦）、壓力和焦慮（壓力、焦慮，你怕了嗎？2篇新研究：看腸道菌群如何來刷“存在感”）、多發(fā)性硬化（MS）（腸道微生物保護神經(jīng)免受病毒感染傷害）等。

于是來自德國癌癥研究中心（DKFZ）和以色列魏茨曼科學(xué)研究院（Weizmann Institute of Science）的一支科研合作團隊試圖探究腸道菌群在ALS的潛在作用。

腸道菌群與ALS進程相關(guān)

起初，研究人員通過一系列探索性實驗證明，在轉(zhuǎn)基因小鼠中使用廣譜抗生素清除其大部分菌群后，一種類似ALS的疾病癥狀會惡化。這一結(jié)果暗示了菌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。那么到底是哪種微生物在作祟呢？

于是，研究人員利用先進的計算方法對ALS易感小鼠體內(nèi)微生物組的組成和功能進行了表征，并與正常小鼠進行了比較。由此，研究人員最終鑒定出11種微生物菌株。這些菌株在易感ALS的小鼠中隨著疾病的進展而發(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。

接下來，研究人員將這些菌株分離出來，并在抗生素治療后以類似益生菌補充物的形式，一個接一個地給易感ALS小鼠服用，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。但有一種叫嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)的菌株顯著減緩了小鼠的疾病進展，延長了它們的生存周期。

嗜黏蛋白阿克曼氏菌

為了揭示嗜黏蛋白阿克曼氏菌產(chǎn)生這種效果的機理，研究人員檢測了腸道微生物分泌的數(shù)千個小分子。最終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，易感ALS小鼠血液和腦脊液中的煙酰胺水平降低，而在補充了能夠分泌這種分子的嗜黏蛋白阿克曼氏菌后，煙酰胺水平升高。

為了證實NAM確實是一種由微生物分泌的能夠阻礙ALS進程的分子，研究人員向ALS小鼠補充NAM后發(fā)現(xiàn)，這些小鼠的臨床狀況明顯得到改善。進一步對這些小鼠的大腦中基因表達(dá)分析表明，NAM改善了運動神經(jīng)元的功能。

人體研究

為了探究NAM是否在人體中也有如此功效，研究人員進行了一項小型人體研究（37位ALS患者和29位對照并也觀察到類似的結(jié)果，即ALS患者的腸道菌群發(fā)生改變，部分ALS患者的血液和腦脊液中，NAM水平也下降。

結(jié)語

總的來說，這項研究的結(jié)果表明，腸道菌群對ALS具有潛在作用，這一發(fā)現(xiàn)或能為將來識別可修飾的治療靶標(biāo)鋪平道路。

研究者表示該結(jié)論還需要開展更多規(guī)模的前瞻性隊列研究加以驗證。

參考資料：

[1] Gut microbes may affect the course of ALS

[2] Potential roles of gut microbiome and metabolites in modulating ALS in mice

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