鉴定促进神经退行性变的细菌蛋白质
越来越多的证据表明，肠道菌群在调节帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病的进展中发挥着关键作用，但这种微生物-宿主相互作用的分子机制仍不清楚。香港大学(港大)生物科学学院郑朝谷博士领导的研究小组最近发现，细菌来源的卷曲淀粉样纤维促进宿主的神经退行性变。这项新研究提供了直接证据，表明细菌可以分泌蛋白质形成淀粉样纤维，进入宿主神经元，促进蛋白质聚集和神经退行性变。抑制细菌分泌这种蛋白质的能力可能是对神经退行性疾病的预防性治疗。研究结果发表在美国国家科学院院刊．
肠道菌群的秘密武器
神经退行性疾病是由神经元中的蛋白质聚集引起的。近年来的研究表明，肠道细菌可能在神经退行性疾病的发病机制中发挥重要作用。例如，抗生素治疗杀死大部分肠道细菌可以帮助改善小鼠PD的病理生理学。尽管“微生物-肠道-大脑”联系的观点正在兴起，但人们对调节肠道发展的细菌分子知之甚少神经退化．
为了解决这个问题，研究小组筛选了大肠杆菌，在一个PD动物模型中，大肠杆菌的缺失缓解了PD症状。这种动物是一种叫做秀丽隐杆线虫的微观线虫，被世界各地的科学家用作重要的模式生物生物研究．由于这种动物以细菌为食，研究团队将其发展成为分析细菌-宿主相互作用的强大工具。
从全基因组筛选中，郑博士的团队发现了38种可以促进动物宿主神经退行性变的细菌基因。其中两个基因编码形成卷曲蛋白的蛋白质，卷曲蛋白是一种细菌淀粉样纤维。研究人员随后发现，细菌卷曲体进入神经元，交叉播种人类淀粉样蛋白α-突触核蛋白，并促进其聚集，导致蛋白质毒性，线粒体功能障碍和神经元死亡。基因删除卷曲基因或药物抑制卷曲形成可显著抑制PD症状并改善神经功能。
一种潜在的治疗方法
此外，研究小组还发现，卷花还能促进阿尔茨海默症动物模型的神经退行性变疾病，肌萎缩性侧索硬化症和亨廷顿舞蹈症，这表明细菌分泌的卷毛可能对一系列神经退行性疾病有不利影响。针对肠道中卷曲菌的产生可能是预防或减缓蛋白质聚集性疾病进展的一般治疗方法。
“这项研究中一个有趣的发现是，从绿茶提取物中提取的一种名为EGCG的多酚几乎可以完全抑制细菌中卷曲菌的分泌，在抑制神经退行性变方面有惊人的效果。这与我们观察到的喝绿茶对预防神经退行性疾病有益的结果是一致的，”该论文的第一作者王辰音博士说。本研究为制定预防措施开辟了新的方向神经退行性疾病通过针对人类肠道中细菌卷菌的产生。
郑博士指出了这项研究的重要性，并说:“这项研究为理解肠道微生物群中的细菌成分如何影响动物的神经健康建立了一个新的范式。”他计划继续研究从屏幕上识别的其他细菌分子，并研究它们如何影响宿主神经退行性变。郑博士设想，在神经退行性疾病的背景下，对细菌-宿主相互作用的全面了解，可以帮助确定神经退行性疾病的新治疗靶点。
