小鼠研究表明腸道微生物可能在肌萎縮側索硬化癥中起作用

魏茨曼科學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索硬化(ALS)的進程，ALS也被稱為盧格赫里希氏病。正如今天在《自然》雜志上報道的那樣，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后，ALS樣疾病的進展速度減慢。初步結果表明，微生物調節(jié)功能的發(fā)現(xiàn)可能適用于人類肌萎縮側索硬化癥患者。

免疫學系的Eran Elinav教授說：“我們長期的科學和醫(yī)學目標是闡明微生物群對人類健康和疾病的影響，而大腦是一個令人著迷的新領域。”他的團隊與計算機科學和應用數(shù)學系的Eran Segal教授一起進行了這項研究。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?！边@項研究由一名博士后研究員領導。埃蘭布拉徹和斯塔夫羅斯巴沙德斯，以及一位資深科學家哈吉特夏皮羅博士，都在埃里諾夫實驗室。他們與埃蘭西格爾實驗室博士后達普納羅斯柴爾德博士和哈大沙醫(yī)學中心運動神經元疾病診所負責人馬克哥特金博士進行了合作。

科學家們開始在一系列實驗中證明，在給予轉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，科學家還發(fā)現(xiàn)，如果沒有細菌(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，因為這些老鼠很難在無菌環(huán)境中生存。總之，這些結果表明，在遺傳上易患肌萎縮側索硬化癥的小鼠中，微生物組的變化與疾病的加速發(fā)展之間存在潛在的關系。

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

為了揭示Akkermansia的作用機制，科學家們檢查了數(shù)千個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，肌萎縮側索硬化傾向小鼠的血液和腦脊液水平下降，在這些小鼠補充了承認這種分子后，水平上升。為了證實NAM確實是微生物分泌的一種分子，可能會阻礙ALS的進展，科學家們不斷向易感ALS的小鼠灌輸NAM。這些小鼠的臨床狀況顯著改善。對大腦基因表達的詳細研究表明，NAM可以改善運動神經元的功能。

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