帕金森病与微生物组有关
卡特克科学家们首次发现了肠道和帕金森病的细菌之间的功能性联系(PD)。研究人员表明,肠道细菌种群的组成 - 或可能的肠道本身的变化 - 正在积极贡献,甚至可能导致运动技能的恶化,这是这种疾病的标志。
该工作 - 对PD-PD-anopation的治疗有深刻的影响,在Sarkis Mazmanian,Luis B.和Nelly Soux教授的微生物学和遗产医学研究所调查员,并出现在12月1日问题中bob88体育平台登录细胞。
PD影响美国100万人,全球高达1000万,使其成为第二个最常见的神经退行性疾病。PD的特征包括诸如震颤和难度行走的症状,脑和肠道细胞中称为α-突触核蛋白(αsyn)的蛋白质聚集,以及脑内脑内炎症分子的存在。此外,75%的PD患者具有胃肠道(GI)异常,主要是便秘。
“肠道是一个常设的有益且有时有害细菌的永久的家庭,被称为微生物组,这对免疫和神经系统的发展和功能很重要,”Mazmanian说。“显着的是,外周神经系统中的70%的神经元 - 即不是大脑或脊髓 - 在肠中,并且肠道神经系统通过迷走神经直接与中枢神经系统连接。因为GI问题经常在电机症状之前多年来,并且因为大多数PD病例是由环境因素引起的,我们假设肠道中的细菌可能有助于PD。“
为了验证这一点,研究人员使用了分泌过多αSyn并表现出帕金森氏症症状的老鼠。一组小鼠有复杂的肠道细菌群;其他的被称为无菌小鼠,是在加州理工学院完全无菌的环境中饲养的,因此没有肠道细菌。研究人员让两组老鼠执行几项任务来测量它们的运动技能,比如在跑步机上跑步,穿过横梁,从杆子上下来。无菌小鼠的表现明显优于具有完整微生物组的小鼠。
“这是”尤里卡“时刻,”生物学和生物工程博士后学者蒂莫西桑森·斯坦森表示,纸上的第一作者。“小鼠在遗传上相同;两组都在制作太多的αsyn。唯一的区别是存在或缺席gut microbiota.。一旦去除微生物组,小鼠就有正常运动技能即使是在生产过剩的αSyn。”
“帕金森的所有三个标志性状在无菌模型中都消失了,”Sampson说。“现在我们非常有信心肠道细菌调节,甚至需要PD的症状。所以,我们想知道这会发生这种情况。”
当肠道细菌破裂膳食纤维时,它们产生称为短链脂肪酸(SCFA)的分子,例如乙酸盐和丁酸盐。以前的研究表明,这些分子也可以激活大脑中的免疫应答。因此,Mazmanian的群体假设SCFA水平的不平衡调节脑炎症和PD的其他症状。实际上,当喂养无菌小鼠的SCFA时,称为微细胞的细胞 - 这是远离脑中的免疫细胞 - 变为活化。这种炎症过程可导致神经元发生故障或甚至死亡。事实上,喂养SCFA的无菌小鼠现在展示了与PD的大脑区域中的运动残疾和αsyn聚集。
在最后一组实验中,Mazmanian和他的小组与芝加哥拉什大学的胃肠病学家Ali Keshavarzian合作,获得了PD患者和健康对照组的粪便样本。人类微生物组样本被移植到无菌小鼠体内,这些小鼠随后明显开始表现出PD症状。这些老鼠的粪便中也显示出较高的SCFAs水平。相比之下,健康个体的移植粪便样本不会引发帕金森病症状,而不像窝藏的老鼠肠道细菌来自PD患者。
Mazmanian说:“这对我们来说真的是一个闭环。“数据表明肠道微生物组可能不仅仅是帕金森病的后果这是一个值得进一步研究的激动人心的发现,但事实是你可以将人类体内的微生物移植到老鼠转移症状表明细菌是疾病的主要贡献者。“
研究人员表示,该研究结果对帕金森的治疗具有重要意义。
“对于许多神经系统条件,传统的治疗方法是将药物纳入大脑。然而,如果PD确实不仅由大脑的变化引起,而是通过微生物组的变化,那么您可能只需要毒品“肠道肠道,肠道,肠道更容易做,”马萨文斯说。这些药物可以设计用于调节SCFA水平,提供有益的益生菌或去除有害生物。“与目前的治疗相比,这种新概念可能导致更安全的疗法,副作用较少。”
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