小鼠研究表明腸道微生物可能在肌萎縮側(cè)索硬化癥中起作用

魏茨曼科學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，腸道微生物(統(tǒng)稱為腸道微生物群)可能會影響肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)的進(jìn)程，ALS也被稱為盧格赫里希氏病。正如今天在《自然》雜志上報(bào)道的那樣，在小鼠接受了一些腸道微生物菌株或已知由這些微生物分泌的物質(zhì)后，ALS樣疾病的進(jìn)展速度減慢。初步結(jié)果表明，微生物調(diào)節(jié)功能的發(fā)現(xiàn)可能適用于人類肌萎縮側(cè)索硬化癥患者。

免疫學(xué)系的Eran Elinav教授說：“我們長期的科學(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(gè)令人著迷的新領(lǐng)域。”他的團(tuán)隊(duì)與計(jì)算機(jī)科學(xué)和應(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：“鑒于越來越多的證據(jù)表明微生物群會影響大腦功能和疾病，我們希望研究它在ALS中的潛在作用。”這項(xiàng)研究由一名博士后研究員領(lǐng)導(dǎo)。埃蘭布拉徹和斯塔夫羅斯巴沙德斯，以及一位資深科學(xué)家哈吉特夏皮羅博士，都在埃里諾夫?qū)嶒?yàn)室。他們與埃蘭西格爾實(shí)驗(yàn)室博士后達(dá)普納羅斯柴爾德博士和哈大沙醫(yī)學(xué)中心運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病診所負(fù)責(zé)人馬克哥特金博士進(jìn)行了合作。

科學(xué)家們開始在一系列實(shí)驗(yàn)中證明，在給予轉(zhuǎn)基因小鼠廣譜抗生素以消除其大部分微生物群后，這些小鼠的ALS樣疾病癥狀惡化。此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，如果沒有細(xì)菌(顧名思義，老鼠不攜帶自己的微生物群)，培育這些容易患ALS的老鼠是極其困難的，因?yàn)檫@些老鼠很難在無菌環(huán)境中生存。總之，這些結(jié)果表明，在遺傳上易患肌萎縮側(cè)索硬化癥的小鼠中，微生物組的變化與疾病的加速發(fā)展之間存在潛在的關(guān)系。

接下來，科學(xué)家們使用先進(jìn)的計(jì)算方法來表征易患ALS小鼠體內(nèi)微生物組的組成和功能，并將其與正常小鼠進(jìn)行比較。他們鑒定了11種微生物菌株，即使在小鼠表現(xiàn)出明顯的肌萎縮側(cè)索硬化癥癥狀之前，這些菌株也隨著易患肌萎縮側(cè)索硬化癥小鼠的疾病進(jìn)展而變化?？茖W(xué)家在分離這些微生物菌株并用抗生素治療時(shí)，以益生菌樣補(bǔ)充劑的形式逐一給予，再對易患ALS的小鼠進(jìn)行治療，其中部分對ALS樣疾病有明顯的負(fù)面影響。然而，一株Akkermansia muciniphila能顯著減緩疾病進(jìn)程，延長小鼠存活時(shí)間。

為了揭示Akkermansia的作用機(jī)制，科學(xué)家們檢查了數(shù)千個(gè)由腸道微生物分泌的小分子。他們將一種叫做煙酰胺(NAM)的分子重置為零：在抗生素治療后，肌萎縮側(cè)索硬化傾向小鼠的血液和腦脊液水平下降，在這些小鼠補(bǔ)充了承認(rèn)這種分子后，水平上升。為了證實(shí)NAM確實(shí)是微生物分泌的一種分子，可能會阻礙ALS的進(jìn)展，科學(xué)家們不斷向易感ALS的小鼠灌輸NAM。這些小鼠的臨床狀況顯著改善。對大腦基因表達(dá)的詳細(xì)研究表明，NAM可以改善運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的功能。

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