美國哈佛大學科學家在神經(jīng)退行性疾病肌萎縮性脊髓側索硬化癥(ALS)中發(fā)現(xiàn)了一種新的腸—腦聯(lián)系。
研究人員發(fā)現(xiàn),在有常見ALS 基因突變的小鼠中,使用抗生素或糞便移植改變腸道微生物組可以預防或改善疾病癥狀。相關論文發(fā)表在《自然》上。這些結論為只有部分攜帶突變基因的個體才會患上ALS 提供了一種可能的解釋,并提出了一種基于微生物群的可能的治療方法。
“我們的研究集中在ALS 患者最常見的突變基因上。我們有一個驚人的發(fā)現(xiàn),同樣的老鼠模型——有相同的基因——在不同實驗室設施中有本質上不同的健康結果。我們追蹤了這些小鼠不同腸道微生物群落的不同結果,解釋了為什么有些攜帶這種突變的個體會患上ALS,而有些則不會?!惫鸫髮W干細胞和再生生物學教授Kevin Eggan 說。
研究人員最初是在哈佛大學實驗室里通過建立小鼠模型研究ALS 的基因突變。這些小鼠的免疫反應過于活躍,包括神經(jīng)系統(tǒng)和身體其他部位的炎癥,導致壽命縮短。為了進行更詳細的實驗,研究人員還在博德研究所的實驗室設施中開發(fā)了小鼠模型。出乎意料的是,盡管這些老鼠有相同的基因突變,它們的健康結果卻截然不同。
“我們在哈佛大學的小鼠身上一直觀察到許多炎癥特征,但在博德的小鼠身上并不存在。更引人注目的是,博德的小鼠活到了老年?!盓ggan 實驗室的博士后、該研究的主要作者Aaron Burberry 說。
為了尋找小鼠差異的原因,研究人員對其腸道微生物進行了研究。通過DNA 測序識別了腸道細菌,研究人員發(fā)現(xiàn)了特定的微生物,它們存在于哈佛小鼠中,而在博德小鼠中卻不存在,盡管實驗條件在不同實驗小鼠之間是標準化的。
于是,研究人員聯(lián)系了其他研究組,因為許多不同的小組研究了相同的基因小鼠模型,并觀察到了不同的結果?!拔覀儚牟煌膶嶒炇沂占宋⑸飿颖荆λ鼈冞M行了測序。在相隔數(shù)百英里的研究機構,非常相似的腸道微生物與這些動物的疾病程度相關?!盉urberry 說。
然后,研究人員測試了改變微生物組的方法,并改善了哈佛小鼠的結果。通過用抗生素或將博德小鼠的糞便移植給哈佛小鼠,研究人員成功地減少了炎癥。通過研究ALS 的遺傳和環(huán)境因素之間的聯(lián)系,研究人員發(fā)現(xiàn)了一個重要的腸—腦聯(lián)系。
腸道微生物群可能會影響疾病的嚴重程度——攜帶基因突變的個體是否會患上ALS、與之相關的額顳葉癡呆,或者根本沒有任何癥狀,并可能成為一種潛在的治療目標。該研究為ALS 的機制提供了新見解,包括最常見的ALS 基因突變如何導致神經(jīng)炎癥。