Microbiome: 微生物-肠道-脑轴通过破坏短链脂肪酸参与慢性脑部疾病

脑血管疾病会损害脑血管和功能区，导致患者身体残疾、认知障碍或抑郁样行为。血管性痴呆(VAD)通常与阿尔茨海默病(AD)共存，是老年人中第二常见的痴呆亚型。它是血管认知障碍(VCI)最严重的阶段和形式，与推理、计划、判断和记忆方面的问题有关。

慢性脑低灌注(CCH)被认为是VaD的一个病理生理标志。此外，最近的神经成像研究表明，易患阿尔茨海默病的大脑区域存在显著的低灌注率。

慢性脑低灌流(CCH)是某些代谢紊乱和中枢神经系统(CNS)疾病后继发性脑损伤的基础。微生物-肠道-脑轴的失调可通过表达异常的代谢物，如短链脂肪酸(SCFAs)，加剧各种中枢神经系统疾病。然而，它与CCH的关系仍有待证明。如果是这样的话，探索恢复肠道微生物区系以维持SCFA代谢是否可以预防CCH是有意义的。

图片来源: https://doi.org/10.1186/s40168-022-01255-6

近日，来自复旦大学的研究者在Microbiome杂志上发表了题为“The microbiota-gut-brain axis participates in chronic cerebral hypoperfusion by disrupting the metabolism of short-chain fatty acids”的文章，该研究结果表明，通过FMT调节肠道微生物群可以改善BCCAO诱导的肠道菌群失调、认知能力下降和抑郁样行为，可能是通过增加SCFA产生菌群的相对丰度，从而提高SCFA水平。

在本研究中，研究者发现以双侧颈总动脉阻断(BCCAO)作为CCH模型的大鼠表现出认知功能障碍、抑郁样行为、肠动力下降和肠屏障功能受损。16S核糖体RNA基因测序显示肠道微生物区系异常，一些有代表性的SCFA产生者相对丰度降低，而海马区SCFA的减少是进一步的证据。

研究者利用粪便微生物区系移植(FMT)，拥有平衡肠道微生物群的大鼠获得了更高水平的海马区SCFAs，并在暴露于脂多糖时减少了神经炎症。健康的FMT可促进BCCAO大鼠的肠动力和肠屏障功能，并通过抑制海马神经元的凋亡而改善认知功能减退和抑郁样行为。长期补充SCFA进一步证实了其在减轻BCCAO后炎症反应和海马神经元凋亡方面的神经保护作用。

研究示意图

图片来源: https://doi.org/10.1186/s40168-022-01255-6

目前的研究表明，BCCAO大鼠表现出肠道动力受损，肠道屏障功能障碍，肠道微生物区系紊乱，并伴有认知障碍和抑郁样行为。FMT调节肠道微生物区系，增加SCFA水平是其机制之一，不仅可以减轻内毒素引起的神经炎症，而且还可以通过抑制海马神经元凋亡来改善BCCAO后的认知功能下降和抑郁样行为，这一点在进一步的SCFA直接干预实验中得到了证实。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Weiping Xiao et al. The microbiota-gut-brain axis participates in chronic cerebral hypoperfusion by disrupting the metabolism of short-chain fatty acids.