兩篇PNAS共同揭示:腸道微生物與多發性硬化症有關!

藥品 科普 科學 生物探索 生物探索 2017-09-16
兩篇PNAS共同揭示:腸道微生物與多發性硬化症有關!

腸道微生物的熱門程度毋庸置疑,數以萬億計的細菌生活在腸道中,它們被稱為一個“隱形器官”,與多種疾病有關。9月11日,《PNAS》期刊同時發表兩篇文章,揭示了又一種與腸道細菌有關聯的疾病——多發性硬化症(MS)!

更重要的是,他們不僅僅找到關聯性,還發現了腸道微生物調控免疫系統攻擊神經細胞的機制。這有助於我們開發對應的治療手段,例如基於微生物產物的藥品,從而改善病症。

MS是一種最常見的中樞神經脫髓鞘疾病,易導致肌無力、失明甚至於死亡,影響著全球250萬人的健康和生命。但是,對於MS的致病原因以及逐步損傷神經系統的機制,我們瞭解相對有限。大多數研究人員認為,當攜帶易感基因的人遇到某些特定(未知)的環境因素就會生病。之前的研究已經發現,MS患者腸道中存在大量的特定細菌。

MS患者的腸道菌影響免疫系統,引發大腦炎症

《Gut bacteria from multiple sclerosis patients modulate human T cells and exacerbate symptoms in mouse models》

加州大學舊金山分校的人類遺傳學家Sergio Baranzini帶領團隊分析了71名MS患者和71名健康人的腸道菌群。他們發現,在MS患者腸道中,有2個腸道細菌群——Acinetobacter和Akkermansia數量是正常人的4倍多!此外,Parabacteroides菌在健康人體內的數量是MS患者的4倍!

隨後,他們從健康個體血液中分離出免疫細胞,將其暴露於MS患者的腸道菌群中。當Acinetobacter和Akkermansia存在時,天然免疫細胞會分化成輔助T細胞,引發炎症、協助免系統防禦入侵者或者感染細胞。而且,Acinetobacter細菌會抑制調節T細胞,從而影響它們阻止自身免疫性疾病的功能。

將MS患者的腸道菌群移植至無菌小鼠體內後,其免疫系統也會發生類似的變化。在移植20天左右,小鼠表現出嚴重的大腦炎症。“將健康人的腸道菌移植給同一批小鼠,這些小鼠並沒有生病。” Baranzini教授表示。

MS患者的腸道菌群抑制抗炎分子

《Gut microbiota from multiple sclerosis patients enables spontaneous autoimmune encephalomyelitis in mice》

來自於德國Max Planck神經生物學研究所的免疫學家Gurumoorthy Krishnamoorthy和Hartmut Wekerle進行了更為巧妙的研究。他們招募了34對同卵雙胞胎(年齡在21-63歲),有意思的點在於這些雙胞胎有且僅有一位患有多發性硬化症

研究人員通過分析他們的腸道微生物發現:相比於健康個體,MS患者腸道中的Akkermansia菌群水平顯著較高。當將雙胞胎的腸道菌群分別移植給小鼠12周後,移植有MS菌群的小鼠表現出類似於MS的病症。來自於MS患者的腸道細菌相對更容易抑制細胞因子IL-10等負責減輕炎症的分子的分泌。

這兩篇研究雖然分析的樣本量相對較少,但是它們給出了“讓人激動的新證據”——一些特定的腸道微生物會抑制關鍵抗炎分子,從而會與其他遺傳、環境因素一起引發多發性硬化症。

研究人員相信,瞭解多發性硬化症發生過程中腸道菌群改變免疫系統的機制,有助於我們開發對應的治療手段,例如抗炎細菌或者藥物“雞尾酒”。

參考資料:

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