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科技工作者之家 2019-07-24
来源:生物探索
图片来源:Pixabay
肌萎缩侧索硬化症(ALS),俗称“渐冻症”,是一种神经退行性疾病,影响患者脊髓和大脑中与运动相关的神经,导致运动神经元逐渐萎缩并死亡,令大脑无法控制肌肉运动。大多数患者在确诊后只有3-5年的生存期。去年陨世的著名物理学家斯蒂芬•霍金在21岁时即被诊断患有此症。
2014年夏天,“冰桶挑战”风靡一时,越来越多的普通人开始了解和关注ALS。一直以来,科研工作者从未停止对ALS的探寻,希望有朝一日能够为ALS“解冻”。近日,发表在《Nature》上的一篇重磅研究表明,肠道微生物组或能影响ALS进程,该研究也将为ALS的治疗提供新的方向。
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1443-5
越来越多的证据表明,肠道菌群与多种大脑功能和疾病相关。比如帕金森病(Neuron:帕金森病起源于肠道,通过神经传入大脑)、压力和焦虑(压力、焦虑,你怕了吗?2篇新研究:看肠道菌群如何来刷“存在感”)、多发性硬化(MS)(肠道微生物保护神经免受病毒感染伤害)等。
于是来自德国癌症研究中心(DKFZ)和以色列魏茨曼科学研究院(Weizmann Institute of Science)的一支科研合作团队试图探究肠道菌群在ALS的潜在作用。
肠道菌群与ALS进程相关起初,研究人员通过一系列探索性实验证明,在转基因小鼠中使用广谱抗生素清除其大部分菌群后,一种类似ALS的疾病症状会恶化。这一结果暗示了菌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。那么到底是哪种微生物在作祟呢?
于是,研究人员利用先进的计算方法对ALS易感小鼠体内微生物组的组成和功能进行了表征,并与正常小鼠进行了比较。由此,研究人员最终鉴定出11种微生物菌株。这些菌株在易感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。
接下来,研究人员将这些菌株分离出来,并在抗生素治疗后以类似益生菌补充物的形式,一个接一个地给易感ALS小鼠服用,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。但有一种叫嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)的菌株显著减缓了小鼠的疾病进展,延长了它们的生存周期。
嗜黏蛋白阿克曼氏菌为了揭示嗜黏蛋白阿克曼氏菌产生这种效果的机理,研究人员检测了肠道微生物分泌的数千个小分子。最终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,易感ALS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嗜黏蛋白阿克曼氏菌后,烟酰胺水平升高。
为了证实NAM确实是一种由微生物分泌的能够阻碍ALS进程的分子,研究人员向ALS小鼠补充NAM后发现,这些小鼠的临床状况明显得到改善。进一步对这些小鼠的大脑中基因表达分析表明,NAM改善了运动神经元的功能。
人体研究为了探究NAM是否在人体中也有如此功效,研究人员进行了一项小型人体研究(37位ALS患者和29位对照并也观察到类似的结果,即ALS患者的肠道菌群发生改变,部分ALS患者的血液和脑脊液中,NAM水平也下降。
结语总的来说,这项研究的结果表明,肠道菌群对ALS具有潜在作用,这一发现或能为将来识别可修饰的治疗靶标铺平道路。
研究者表示该结论还需要开展更多规模的前瞻性队列研究加以验证。
来源:biodiscover 生物探索
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2MTQ2MDE0Ng==&mid=2247506735&idx=1&sn=9564e16919105c8763f815b655876494&chksm=fc7afdf2cb0d74e47b800d9ae8f06f01e33734febfef5a03580a732ce64d51954d3378addc1c&scene=27#wechat_redirect
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