肠道微生物能否帮助预防阿尔茨海默病？

从地中海饮食到微生物代谢物，科学家揭示了维持微生物群落健康可能是延缓或预防阿尔茨海默病（AD）的强大策略。

在《Gut Microbes》杂志上的一篇最新综述中，韩国嘉泉大学的研究人员总结了超过110篇科学出版物，阐明了肠-脑轴在维持胃微生物群落健康中的作用。该综述定义并详细阐述了这一轴线，重点在于如何通过保持最佳的微生物群落微生物健康来预防神经退行性疾病，如阿尔茨海默病。它不仅强调了该领域的最新科学进展，还指出了文献中的空白，并探讨了下一代组学技术如何填补这些空白，从而改善全球公共卫生。

背景

间歇性禁食通过改变微生物群落菌群的方式可能减少神经炎症、改善记忆并降低阿尔茨海默病小鼠模型中的淀粉样蛋白积累。

人体约80%的细菌位于胃微生物群落，其中包含的细菌遗传信息比我们自身的基因组多出数百甚至数千倍。微生物群落微生物群主要由拟杆菌门和厚壁菌门组成，此外还有少量的放线菌门、变形菌门、疣微菌门和梭杆菌门，形成了一个独特的生态系统，控制着宿主的健康。

研究表明，微生物群与宿主之间的交流是通过化学信号分子即群体感应分子（QSMs）实现的。这些QSMs对微生物群-肠-脑轴（MGBA）至关重要，但也可以促进某些病原体（如铜绿假单胞菌）的毒力。无菌动物模型显示，消除胃微生物群落微生物群和QSMs会导致神经发育缺陷、异常胃微生物群落运动和免疫力减弱，突显了它们在消化和整体健康中的作用。

肠-脑通讯

MGBA将中枢神经系统（CNS）、消化细胞、肠神经系统（ENS）和微生物群落微生物联系起来，通过各种胺类和肽类进行双向通信。尽管这种通信机制复杂且尚未完全理解，但动物模型已经表明其在维持体内平衡和福祉方面的重要性。

“漏肠”可能会加速神经退化——微生物群落屏障的破坏使细菌毒素如脂多糖（LPS）进入血液，引发全身性炎症，从而损害脑组织。

微生物群落菌群失调，即微生物种群的变化，已被发现与类似焦虑的行为、社交能力下降、认知问题和非典型应激反应有关。迷走神经切断研究强调了迷走神经在传递ENS和CNS之间信号的作用。

QSMs影响微生物和宿主的基因表达，促进交流并抑制有害细菌——然而，一些QSMs也能够赋予病原体生物膜形成等有害特性。这些分子调节微生物行为和抗菌物质产生等关键过程以及共生平衡。某些QSMs，如短链脂肪酸（SCFAs）和吲哚，与宿主细胞相互作用，影响免疫和神经功能。

“这种通过群体淬灭酶和拮抗性自诱导分子干扰其他微生物的发展是值得注意的。这突显了微生物及其动态通信网络的复杂性，这些网络采用各种策略在其社区中获得竞争优势。”

内分泌学

虽然一些QSMs有助于微生物-宿主之间的交流，但大多数QSMs在细菌种群之间起作用。微生物群落与宿主之间沟通的关键分子包括血清素、GABA和多巴胺。

微生物群组成的改变会阻碍这些必需分子的合成，导致动物和人类研究中的抑郁和焦虑。神经调节剂通过直接与胃微生物群落受体相互作用或进入血液并穿过血脑屏障来影响大脑健康。

菌群失调和分子技术的进步

蛋白质组学、转录组学和宏基因组学等测序技术扩展了我们对微生物群在健康中作用的理解。

“母体微生物群塑造后代风险——生命早期的微生物定植，受到母亲怀孕期间微生物群落健康的影响，可能会编程终身对阿尔茨海默病和其他神经疾病的风险。”

营养研究表明，地中海饮食和间歇性禁食支持微生物群落健康，而西方饮食则促进微生物失衡，增加炎症、神经疾病和癌症的风险。间歇性禁食在重塑微生物群落菌群和减少阿尔茨海默病相关的β-淀粉样斑块方面显示出希望。

“Gupta等人开发了微生物群落微生物健康指数（GMHI），这是一种通过微生物组成预测疾病可能性的算法。从4,347个人类粪便样本中，识别出50种有益的微生物物种。更新后的GMHI 2包括来自54项全球研究的8,069个样本，进一步细化了特定疾病的预测。”

长期饮食研究表明，健康的饮食如地中海饮食和间歇性禁食可以抑制神经炎症并降低阿尔茨海默病的风险。相比之下，西方饮食可能通过损害血脑屏障和促进炎症而加剧疾病进展。

结论

MGBA对健康至关重要，影响多种疾病的风险。随着对微生物群落细菌-宿主相互作用理解的深入，新的临床干预措施可能会出现，以应对不断增加的非传染性和传染病负担。

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