微生物组

从人体微生物组计划(2007年)到国家微生物组计划(2016年),美国酝酿了十年,各国也对微生物组研究投入了大量努力。微生物组学研究发展非常快,肠道微生物组与人体的多种疾病相关联,深刻影响了疾病的治疗和临床研究,包括体重、糖尿病、免疫系统、肠道疾病、代谢疾病、炎症、心脏病、大脑神经系统等等,被认为是人体的“第二基因库”。

新功能、新界面、新体验,扫描即可下载生物谷APP!
首页 » 微生物组 » 肠道微生物与神经系统疾病之间的关系

肠道微生物与神经系统疾病之间的关系

来源:生物谷 2017-05-09 16:20


(图片摘自www.pixabay.com)

2017年5月9日 生物谷BIOON/ --肠道微生物对人体健康的影响是近年来研究的热门领域之一,大量研究指出肠道微生物的组成影响着人体代谢、免疫反应、营养吸收、癌症发生以及神经系统信号传递等等方面。现针对肠道微生物对人体神经系统的影响的近期相关研究进行简要盘点,希望读者朋友能够喜欢。





最近一项由UCLA的研究者们作出的研究揭示了患有肠道应激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)的患者其体内肠道微生物组与大脑之间的关系。

该研究第一次揭示患有IBS的患者肠道微生物组与大脑参与处理感受信号的区域之间的关系。结果表明,大脑产生的信号能够影响微生物组的构成,而微生物分泌的化学物质又能够反过来塑造大脑的结构。此外,研究者们还对儿童外伤,大脑的发育以及肠道微生物组结构之间的联系进行了深入的探究。

此前在小鼠水平的研究表明肠道的微生物能够调节大脑的功能以及行为,同时大脑产生的信号也能够调节肠道微生物的组成,然而,直到如今,仅仅有一项人体水平的研究证实了这一结论。

此外,虽然有很多研究报道了患有IBS疾病的人群中肠道微生物组结构的改变这一现象,但对于其中具体的微生物成分的变化却一直没有统一的结论,而且对于这些变化对IBS相关症状的影响也没有具体的研究。

说到儿童时期的创伤,有研究表明这些经历会影响人们今后的大脑结构与功能,小孩子时期的创伤经历也会改变肠道微生物的组成,但这两者究竟是如何相互影响的如今也不清楚。

作者们收集了29名患有IBS的患者以及23名健康人的行为学以及临床检测相关数据,还有他们的粪便样本进行分析。通过DNA测序以及多种数学手段对微生物的的多样性以及丰度进行定量计算。之后,研究者们将这一结果与大脑的结构特征进行了一一比对。

基于肠道微生物的组成不同,患有IBS的人群能够被分为两个亚群,其中一个与健康群体没有明显的差异,而另外一组则有明显的区别。此外,这些肠道微生物结构有明显区别的人群具有更多的早期创伤史,而且他们的IBS症状的持续时间也更久。

此外,两个亚群的患者的大脑结构也存在明显的区别

对肠道微生物进行分析渐渐成为临床长筛查IBS的主要手段。而在不远的将来,控制饮食以及摄入特定的微生物也将成为个体化治疗的主要方式。同时,对于患有IBS且大脑与肠道特征具有明显特异性的人群来说,他们对于大脑降压式的疗法、认知行为疗法以及靶向药物治疗的反应效果也将有明显的差异。

早期的创伤史与大脑的结构、功能的改变之间存在明显的相关性,而且会影响肠道微生物的组成。因此,有可能肠道微生物感知到这些信号,进而导致其微生物的组成发生永久性的改变。这些改变将可能对大脑的感受区域产生反馈,改变对肠道信号刺激的敏感度。

相关结果发表在《Microbiome》杂志上。



Doi:10.1212/WNL.0000000000003961



科学家们最近发现了新的证据表明帕金森症有可能是起源于肠道,进而扩散到了大脑:经历了迷走干神经切断术的患者帕金森症的发病率得到了明显的减轻。

这一手术是通过去除部分的迷走神经,进而切断消化道与大脑之间的联系。一项经历5年的研究结果表明,接受这一手术的患者帕金森症的发病率相比对照组下降了40%。

根据来自瑞典的科学家们的说法,这一结果更加能够证明帕金森症有可能是来自于我们的肠道。如果我们对这一现象背后的机制能够有清楚的理解,那么将会有助于防止此类疾病的发生。

迷走神经能够帮助控制许多无意识的生命活动,例如心跳以及消化等等。切除部分的神经可以用于治疗胃酸过多引发的胃溃疡。

在这项研究中,研究者们对瑞典国内40年来的数据进行了分析,比较了9430名进行了迷走神经切除术的患者以及377200名对照人群的信息。

结果显示,在完全切除迷走神经的患者群体中,帕金森病的发生几率仅有0.78%,而在选择性切除迷走神经的患者群体中,这一数字为1.08%。相比之下,没有经历任何这方面手术的人群患帕金森病的几率则为1.15%。看上去迷走神经对于帕金森病的发病具有一定的影响。

那么其中到底有什么机制呢?研究者们认为其中一个可能是肠道内的蛋白质发生错误的折叠,并通过某种方式传递到了大脑中,随之不断地在细胞间扩散。

研究者们相信,这一发现能够进一步证明帕金森症与肠道异常之间的关系,并且有助于开发针对性的预防与治疗的方法。

相关结果发表在《Neurology》杂志上。



DOI: 10.1002/mds.26942


最近,研究者们找到额外的证据表明帕金森症与肠道微生物之间的关系。

这些发现能够帮助我们通过检查肠道微生物的变化预测帕金森症的发病风险,而且能够通过人为调整肠道微生物种群结构起到治疗帕金森症的效果。

帕金森病的主要症状包括颤抖以及丧失精细调控能力,晚期有可能导致痴呆,行走困难以及慢性抑郁等等。

大部分关于帕金森病的研究都以大脑为主,这是由于该疾病的主要病因是大脑中负责反馈调节与组织运动的"黑质"中的细胞死亡导致的。

然而,最近科学家们渐渐从神经系统向肠道微生物转移,并且发现了帕金森患者与正常人肠道中微生物种群结构存在显著性差异。如今,来自阿拉巴马大学伯明翰分校的研究者们又找到了新的证据证明这一观点的正确性。

研究者们通过分析197名帕金森症患者肠道微生物样本,并且将其与130名健康人的样本进行了比较。结果显示,患者与健康人的微生物不仅存在数量与类型上的显著差别。而且它们在对药物的代谢方面也存在一定区别。

我们消化系统中的微生物对于降解外源性物质具有重要的作用,其中不仅包含用于治疗帕金森症的药物,而且包括很多环境中的化学物质,例如杀虫剂与除草剂等。

由于农业工作者相比其他人群患帕金森症的风险更高,有可能他们肠道内的微生物已经首当其冲地受到了影响。

"一方面,药物的使用会改变患者体内原有的微生物结构,使得新的一些健康问题的产生;另外一方面,不同的人由于体内微生物结构的不同,他们在对相同药物的代谢上也会出现差异"

由于目前还有很多问题不清楚,因此难以确定微生物种群的变化究竟是帕金森症的原因还是结果。

不过,这一相关性的阐明能够帮助我们在这一领域的研究更加的深入。

相关结果发表在《Movement Disorders》杂志上。



DOI: 10.1186/s40168-017-0261-y



最近一项研究结果表明,患有慢性疲劳症(chronicfatiguesyndrome。CFS)的患者肠道微生物的水平出现异常。这一证据表明CFS并不仅仅是患者的大脑出现了问题。

几十年来,数百万人患有慢性疲劳症,这一疾病会引起大脑的意识模糊、剧烈疼痛、极度疲乏,患者难以进行正常的生活,甚至有些患者难以下床。然而,这一疾病的病因却一直没有得到揭示。

2015年,美国医学研究所公布了详细的诊断慢性疲劳症或肌痛性脑脊髓炎的方法。今年早期,科学家们将这一疾病与免疫细胞表面受体的紊乱联系在了一起。这一发现解释了为什么慢性疲劳症的副效应十分多样化,而且难以精确诊断。

然而,目前针对这一疾病还没有有效的治疗方法。常用的疗法即认知性行为疗法以及运动疗法等等,但这些疗法甚至弊大于利。

如今,这项最近的研究表明患有ME/CFS的患者肠道的微生物构成发生了变化。而且基于症状严重性的不同,肠道微生物的变化特征也有差异。

此前已经有文章表明80%的患者可能通过肠道微生物进行准确诊断,而这一发现又提供了新的证据。

研究者们对50名欢患有ME/CFS的患者以及50名健康人的肠道微生物进行了检测,并且对血液中的免疫分子进行了检测。他们发现有7类微生物种群与ME/CFS的疾病发生之间存在明显的相关性:

Faecalibacterium

Roseburia

Dorea

Coprococcus

Clostridium

Ruminococcus

Coprobacillus

当然,这一研究的样本量较小,还需要进一步的研究进行佐证,尽管如此,这是首次基于肠道微生物对ME/CFS进行诊断以及治疗。

相关结果发表在《Microbiome》杂志上。



DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf6397



日前,一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自麦克马斯特大学的研究人员通过研究发现,肠道中的细菌或许能够影响肠道易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)患者机体肠道和行为的症状,相关研究或为研究人员开发微生物定向疗法提供了新的思路和见解。

肠道易激综合征是一种常见的胃肠道疾病,其会影响机体的大肠组织,而患者也会遭受腹痛以及排便习惯的改变,比如腹泻和便秘等,通常患者还会伴随出现慢性焦虑和抑郁症等,当前的疗法目的就是改善患者的症状,但患者的病因并不清楚,所以这些疗法的疗效显得非常有限。

本文研究中研究人员希望通过研究能够深入阐明是否发生腹泻的IBS患者机体的粪便微生物能够影响受体小鼠机体的肠道和大脑功能,利用粪便移植,研究人员就将IBS患者(焦虑或者非焦虑患者)机体的微生物群落转移到了无菌小鼠机体中,随后研究者发现,相比接受健康个体微生物的小鼠而言,接受IBS患者机体中微生物的小鼠慢慢会表现出肠道功能和行为的改变。

研究人员发现,通过粪便移植所影响的小鼠的疾病情况包括胃肠道症状、肠屏障功能障碍低度炎症以及焦虑样行为等。文章第一作者Giada De Palma说道,这是一项标志性研究,因为其超越了一种简单的关联性研究,而且本文研究发现了肠道微生物的改变会同时影响IBS患者机体肠道和行为的反应。

同时,本文研究也为研究人员开发靶向作用肠道微生物的新型疗法,以及寻找诊断IBS的生物标志物提供了新的线索;研究者总结道,本文研究或许提出了一种可能性,即包括益生菌疗法等微生物定向疗法或许能够有效治疗患者的肠道症状,同时也能够有效缓解IBS患者的疾病表现。更有意思的是,研究者还发现,肠道中的微生物或许还能够影响大脑的功能,这就表明,肠道微生物或许在多种脑部障碍的发生过程中扮演着重要角色,比如焦虑、自闭症、帕金森疾病以及多发性硬化症等疾病。(生物谷Bioon.com)

本文系生物谷原创编译整理,欢迎个人转发,网站转载请注明来源“生物谷”,商业授权请联系我们 。更多资讯请下载生物谷 app.

温馨提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载! 天天精彩!


...(全文约9358字)
<< 去看24小时最新(42)

相关标签

最新会议 培训班 期刊库