一项迷人的新研究对我们肠道中数万亿的微生物如何影响我们的大脑健康有了更多的了解。动物研究发现，被设计为患阿尔茨海默氏症的小鼠在没有肠道细菌的情况下发展出的神经退行性症状明显减少，这表明微生物组可能在神经退行性疾病的发展中发挥关键作用。

2017年发表的一项具有里程碑意义的研究报告称，小鼠的肠道细菌和与阿尔茨海默病有关的一种有毒蛋白质的积累之间存在一种奇怪的关系。该研究发现，被设计成产生淀粉样蛋白斑块的小鼠在被培育成不携带肠道细菌时显示出较少的大脑淀粉样蛋白聚集。

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在这项研究之后，这项新的研究对微生物组和tau积累之间的关系进行了调查，tau积累是阿尔茨海默病的另一个主要致病标志。该研究还调查了在有和没有肠道微生物组的小鼠之间可以检测到的神经变性的实际差异。

第一项测试研究了从出生起就在完全无菌环境中饲养的小鼠。这些动物被称为无菌小鼠，它们在生长过程中没有形成任何种类的肠道微生物组。当被设计成表达大量tau蛋白时，这些无菌小鼠被发现在40周龄时与在正常条件下饲养的动物相比，神经退行性明显减少。

下一个测试是对正常饲养的小鼠给予强剂量的抗生素，以消除其两周岁时的微生物组。这里事情开始变得有点复杂，动物之间基于性别的差异变得明显。

当雄性小鼠在两周大时被给予抗生素，它们在40周大时的脑损伤比预期的要小。然而，雌性小鼠并没有显示出类似的保护作用，抗生素并没有减少40周时的脑损伤水平。

这项研究的资深作者大卫-霍尔茨曼说："我们已经知道，从对脑肿瘤、正常大脑发育和相关主题的研究中，男性和女性大脑的免疫细胞对刺激的反应非常不同。因此，当我们操纵微生物组时看到了反应的性别差异，这并不非常令人惊讶，尽管很难说这对患有阿尔茨海默病和相关疾病的男性和女性意味着什么。"

根据先前研究的线索，研究人员还考察了几种特定的肠道细菌代谢物对神经退行性的影响。主要关注的是短链脂肪酸（SCFA），如乙酸盐、丁酸盐和本酸盐。

当这些代谢物被添加到无菌小鼠的饮用水中时，这些动物随后出现了显著水平的神经退行性。但下一个谜团是，当关键的脑部免疫细胞没有携带响应这些特定代谢物的受体时，这些SCFA如何能够引发神经炎症。

在这里，研究人员假设可能发生了一种连锁反应，外周循环免疫细胞被SCFAs激活，然后随后在大脑中触发免疫活动。而这一机制可能是肠道细菌如何在触发神经退行性方面发挥作用的。

当然，这些发现离给我们提供具体的见解还有几年时间，我们可以通过治疗性地操纵微生物组来治疗神经退行性疾病。简单地减少产生这些SCFA的肠道细菌的水平是不可行的，因为这些代谢物对其他健康的生理功能至关重要。事实上，最近的一项高血压研究发现，旨在增加肠道SCFA生产的工程纤维补充剂可以有效降低一个人的血压。

霍尔茨曼仍然相信，可能有办法操纵微生物组并减缓，甚至防止神经变性。但在找到一种经证实的阿尔茨海默氏症的益生菌治疗方法之前，我们肯定还有很多东西需要学习。

"我想知道的是，如果你把遗传上注定要发展成神经退行性疾病的小鼠，在动物开始出现损害迹象之前就操纵微生物组，能减缓或防止神经退行性吗？"霍兹曼推测。"这将相当于在中年晚期开始治疗一个认知能力仍然正常但处于发展障碍边缘的人。如果我们能够在神经退行性首次变得明显之前，在这些类型的遗传敏感的成年动物模型中开始治疗，并证明它是有效的，这可能是我们可以在人身上测试的那种东西。"

这项新研究发表在《科学》上。

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