Front Neurol：新研究揭示肠道细菌产生的神经毒素BF-LPS促进阿尔茨海默病产生机制

在一项新的研究中，来自美国路易斯安那州立大学的研究人员首次报告了一种始于肠道、止于脑细胞中的一种强效促炎性毒素的途径，该途径有助于阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）的产生。他们还报告了一种预防它的简单方法。相关研究结果近期发表在Frontiers in Neurology期刊上，论文标题为“Downregulation of Neurofilament Light Chain Expression in Human Neuronal-Glial Cell Co-Cultures by a Microbiome-Derived Lipopolysaccharide-Induced miRNA-30b-5p”。

这些作者发现有证据表明，一种含有非常强效的微生物产生的神经毒素---脂多糖（LPS）---的分子，源自人类胃肠道中的革兰氏阴性细菌脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis），能够产生一种称为BF-LPS的神经毒素。

论文通讯作者、路易斯安那州立大学的Walter J Lukiw博士说，“一般来说，LPS可能是已知的最强效的微生物衍生的促炎性神经毒性糖脂。许多实验室，包括我们自己的实验室，已在受阿尔茨海默病影响的人类大脑的神经元内检测到不同形式的LPS。”

在这项新的研究中，这些作者详细说明了BF-LPS从肠道到大脑的途径以及它在大脑中的作用机制。BF-LPS从胃肠道漏出，通过血液循环穿过血脑屏障，并进入大脑区室。它随后增加了脑细胞的炎症，并抑制了神经元特异性神经丝轻链（neurofilament light, NF-L），即一种支持细胞完整性的蛋白。这种蛋白的缺乏导致神经元的渐进性萎缩，最终导致细胞死亡，正如在受AD影响的神经元中观察到的那样。他们还报告说，摄入足够的膳食纤维可以阻止这一过程。

这种新描述的病理途径的新特点有三个方面。这种促进AD的途径始于我们内部---我们的消化道微生物组，因此是非常“本土来源”的，在我们的一生中都很活跃。高强效的神经毒素BF-LPS是消化道微生物代谢的天然副产物。作为神经毒素BF-LPS的来源，肠道微生物组中脆弱拟杆菌的丰度可以通过膳食纤维的摄入来调节。

Lukiw解释说，“换句话说，基于饮食的方法来平衡肠道微生物组中的微生物可能是一种有吸引力的可以改变AD相关微生物的肠毒性形式的丰度、物种和复杂性的手段，以及有潜力阻止包括BF-LPS和其他形式的LPS的高度神经毒性微生物分泌物的病理排放。”

hsa-miRNA-30b-5p (miRNA-30b)与人类NF-L 3'-UTR的相互作用分析。图片来自Frontiers in Neurology, 2022, doi:10.3389/fneur.2022.90004。

这些作者总结说，提高对消化道-中枢神经系统轴和消化道微生物组与阿尔茨海默病之间相互作用的理解，有相当大的潜力在阿尔茨海默病和其他致命的、渐进性的、与年龄有关的神经退行性疾病的临床管理中带来新的诊断和治疗策略。

据估计，美国人平均每天摄入10～15克的膳食纤维。美国农业部建议，50岁以下的女性每天摄入25克膳食纤维，男性摄入38克膳食纤维。50岁以上，女性和男性每天应分别摄入21克和30克膳食纤维。

根据美国国家卫生研究院的数据，AD是老年痴呆症患者最常见的诊断，也是美国人的第六大死因。专家估计，多达580万65岁及以上的美国人患有AD，预计到2050年美国的AD患病人数将增加到1380万。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Aileen I. Pogue et al. Downregulation of Neurofilament Light Chain Expression in Human Neuronal-Glial Cell Co-Cultures by a Microbiome-Derived Lipopolysaccharide-Induced miRNA-30b-5p. Frontiers in Neurology, 2022, doi:10.3389/fneur.2022.900048.