深圳子科生物報(bào)道：Weizmann科學(xué)研究所的研究人員在小鼠身上發(fā)現(xiàn)，腸道微生物（統(tǒng)稱(chēng)為腸道微生物群）可能會(huì)影響肌萎縮側(cè)索硬化（ALS）。發(fā)表在Nature雜志上的研究結(jié)果顯示，小鼠接受某些腸道微生物菌株或由這些微生物分泌的已知物質(zhì)后，類(lèi)似ALS疾病的進(jìn)展會(huì)減慢很多。初步結(jié)果表明，微生物群調(diào)控功能的研究結(jié)果可能也適用于ALS患者。

“我們長(zhǎng)期以來(lái)的科研和醫(yī)學(xué)目標(biāo)是闡明微生物群對(duì)人類(lèi)健康和疾病的影響，而大腦是一個(gè)迷人的新領(lǐng)域，”免疫學(xué)系的Eran Elinav教授說(shuō)。他的團(tuán)隊(duì)與計(jì)算機(jī)科學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)系的Eran Segal教授一起進(jìn)行了這項(xiàng)研究。Segal說(shuō)：“鑒于越來(lái)越多證據(jù)表明微生物群影響大腦功能和疾病，我們想研究其在ALS中的潛在作用。” 這項(xiàng)研究由博士后Eran Blacher和Stavros Bashiardes博士以及工作人員Hagit Shapiro博士領(lǐng)導(dǎo)。他們與Eran Segal實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Daphna Rothschild博士、Hadassah醫(yī)學(xué)中心運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病診所主任Marc Gotkine博士以及來(lái)自Weizmann科學(xué)研究所和其它地方的科學(xué)家合作。

開(kāi)始科學(xué)家們?cè)谝幌盗袑?shí)驗(yàn)中證明，在給轉(zhuǎn)基因小鼠使用廣譜抗生素清除其大部分腸道微生物之后，類(lèi)似ALS的疾病癥狀?lèi)夯?。此外，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在無(wú)菌條件下繁殖這些易患ALS的小鼠（根據(jù)定義，在無(wú)菌條件下，小鼠本身不攜帶微生物群）是非常困難的，因?yàn)檫@些小鼠在無(wú)菌環(huán)境中生存困難?？傊@些結(jié)果暗示了在遺傳上易患ALS的小鼠，微生物菌群的改變和加速疾病進(jìn)展之間存在潛在聯(lián)系。

接下來(lái)，利用先進(jìn)的計(jì)算方法，科學(xué)家們對(duì)易患ALS小鼠體內(nèi)微生物群的組成和功能進(jìn)行了描述，并與普通小鼠進(jìn)行了比較。他們鑒定出11種隨疾病發(fā)展的微生物菌株，變化甚至出現(xiàn)在小鼠顯示明顯ALS癥狀之前。當(dāng)科學(xué)家分離出這些微生物菌株，并在抗生素治療后將它們一個(gè)接一個(gè)地（以益生菌樣補(bǔ)充劑的形式）給予易患ALS的小鼠時(shí)，其中一些菌株對(duì)這種類(lèi)似ALS疾病有負(fù)面影響。但有一種菌株，即嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila），顯著減緩了小鼠的疾病進(jìn)展，延長(zhǎng)了它們的生存期。

為了揭示阿克曼氏菌作用的機(jī)制，科學(xué)家們檢測(cè)了腸道微生物分泌的數(shù)千個(gè)小分子。他們將注意力集中在一種叫做煙酰胺（nicotinamide，NAM）的分子上：抗生素治療后，易患ALS小鼠的血液和腦脊液中的煙酰胺水平降低，在這些小鼠補(bǔ)充阿克曼氏菌（能夠分泌這種分子）后，煙酰胺水平升高。為了證實(shí)NAM確實(shí)是一種微生物群分泌可能會(huì)抑制ALS進(jìn)程的分子，科學(xué)家們不斷向易患ALS小鼠輸注NAM，這些小鼠的臨床情況明顯改善。對(duì)這些小鼠大腦中的基因表達(dá)進(jìn)行詳細(xì)研究，NAM改善了它們運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的功能。

一種菌株能顯著減緩小鼠的疾病進(jìn)展并延長(zhǎng)其生存期。

最后，研究人員檢查了37名ALS患者的微生物群和代謝產(chǎn)物，并與其相同家族成員的微生物群和代謝產(chǎn)物進(jìn)行了比較。一項(xiàng)詳細(xì)的基因組分析表明，ALS患者的腸道微生物群在組成和功能特征上與健康對(duì)照組不同。尤其是在ALS患者中，許多參與NAM合成的微生物基因被顯著抑制。一項(xiàng)對(duì)血液中數(shù)千個(gè)小分子的分析也顯示，與對(duì)照組相比，ALS患者有一個(gè)獨(dú)特的模式。在這里，許多參與NAM合成的中間分子在ALS患者的血液中發(fā)生了改變。當(dāng)研究人員檢測(cè)NAM水平時(shí)發(fā)現(xiàn)60名ALS患者的血液和大腦中的NAM水平與對(duì)照組相比明顯降低。此外，NAM水平降低與患者肌肉無(wú)力程度之間存在相關(guān)性。

“這些發(fā)現(xiàn)只是全面了解微生物群對(duì)ALS潛在影響的第一步，”Elinav說(shuō)?！霸谖磥?lái)，各種改變微生物群的方法可能被用于開(kāi)發(fā)ALS的新治療方案?！?

原文檢索：Potential roles of gut microbiome and metabolites in modulating ALS in mice