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Nature突破:肠道微生物可能会影响ALS的进程

更新时间:2019-07-29 14:26

  魏茨曼科学研究所的研究人员在老鼠身上进行的研究发现,肠道微生物(统称肠道微生物群)可能会影响肌萎缩侧索硬化症(ALS)的进程,也被称为卢伽雷氏症。研究人员发现,小鼠接受了某些肠道微生物株或已知由这些微生物分泌的物质后,一种类似ALS的疾病的进展变慢,初步结果表明,该菌群调节功能的发现可能适用于ALS患者,相关研究成果于近日发表在《Nature》上,题为"Potential roles of gut microbiome & metabolites in modulation of murine ALS"。

图片来源:Nature

  "我们长期以来的科学和医学目标是阐明微生物群对人类健康和疾病的影响,而大脑是一个迷人的新领域,"免疫学教授Eran Elinav说道。他的团队与计算机科学与应用数学系的Eran Segal教授一起进行了这项研究。Segal解释说:"越来越多的证据表明,微生物群影响大脑功能和疾病,我们想研究它在ALS中的潜在作用。"

  科学家们开始在一系列实验中证明,在转基因小鼠中使用广谱抗生素清除其大部分微生物群后,一种类似ALS的疾病的症状会恶化。此外,科学家们还发现,在无菌条件下培育这些易患ALS的小鼠非常困难,因为这些小鼠很难在无菌环境中生存。综上所述,这些结果暗示了微生物群的改变与遗传上易患ALS的小鼠疾病加速发展之间的潜在联系。

  接下来,利用先进的计算方法,科学家们对易患ALS的小鼠体内微生物组的组成和功能进行了表征,并将它们与正常小鼠进行了比较。他们鉴定出11种微生物菌株,这些菌株在易患ALS的小鼠中随着疾病的进展而发生变化,甚至在小鼠出现明显的ALS症状之前就发生了变化。当科学家们分离出这些微生物菌株,并在抗生素治疗后以类似益生菌的补充物的形式,一个接一个地给易患ALS的小鼠服用时,其中一些菌株对这种类似ALS的疾病产生了明显的负面影响。但有一种叫Akkermansia muciniphila的菌株显着减缓了小鼠的疾病进展,延长了它们的存活时间。

  为了揭示该细菌产生这种效果的机理,科学家们检测了肠道微生物分泌的数千个小分子。他们将注意力集中在一种叫做烟酰胺(NAM)的分子上:抗生素治疗后,易患ALS的小鼠血液和脑脊液中的烟酰胺水平降低,而在补充了能够分泌这种分子的Akkermansia后,烟酰胺水平升高。为了证实NAM确实是一种能够阻碍ALS进程的微生物分泌分子,科学家们不断地向易患ALS的小鼠体内注入NAM。这些小鼠的临床状况明显改善。对他们大脑中基因表达的详细研究表明,NAM能改善他们运动神经元的功能。

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