综述：超越器官隔离：通过微生物群-肠-脑轴探讨脑与肠缺血再灌注损伤的双向互作

（编辑推荐）本综述聚焦缺血再灌注损伤（IRI）中肠-脑互作的突破性进展，揭示微生物群-肠-脑轴（MGBA）通过神经-免疫-内分泌通路介导器官间"对话"的分子机制，为卒中、脓毒症等疾病的治疗提供新靶点。作者系统阐释了肠道菌群代谢物（如SCFAs）对脑水肿、神经元凋亡的调控作用，以及脑IRI诱发的肠屏障破坏的恶性循环，具有重要转化价值。

　　

引言

肠道微生物群作为人体"第二基因组"，包含细菌、古菌、病毒等上千种微生物，其稳态失衡与中枢神经系统疾病密切相关。传统肠-脑轴（GBA）概念已扩展为微生物群-肠-脑轴（MGBA），强调菌群通过免疫、神经和内分泌三条核心通路调控脑功能。缺血再灌注损伤（IRI）作为临床常见病理过程，在肠与脑器官间存在复杂的双向互作——肠道IRI通过MGBA加剧脑损伤，而脑IRI又可反向破坏肠屏障功能，形成恶性循环。

IRI的发病机制

IRI本质是血流恢复后加重的组织损伤，涉及ATP耗竭、钙超载、活性氧（ROS）爆发等级联反应。肠IRI特征性地诱发肠上皮紧密连接破坏，导致细菌脂多糖（LPS）入血；脑IRI则引发血脑屏障（BBB）通透性增加，二者通过MGBA释放IL-17A等炎症因子形成交叉对话。

MGBA介导肠-脑IRI互作

该轴突破传统GBA的单向模式，强调菌群代谢产物（如丁酸）通过迷走神经传入、调节小胶质细胞M1/M2极化等机制影响脑功能。动物实验显示，肠IRI后脑组织TLR4/NF-κB通路激活，伴随海马区神经元凋亡增加3倍；而脑IRI小鼠的肠道菌群α多样性显著降低，拟杆菌门/厚壁菌门比例倒置。

肠IRI后的菌群代谢物变化与脑损伤

短链脂肪酸（SCFAs）作为关键效应分子，在肠IRI后浓度下降50%，直接导致脑内组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制减弱。临床数据显示，卒中患者粪便中产丁酸菌丰度与神经功能评分呈正相关。此外，肠源性苯丙氨酸代谢物通过芳香烃受体（AhR）途径促进星形胶质细胞活化，加剧脑水肿。

脑IRI对肠功能的逆向调控

脑缺血触发交感神经过度兴奋，引起肠道血流减少40%，导致杯状细胞分泌黏蛋白2（MUC2）减少。尸检研究证实，脑死亡患者肠道中闭合蛋白（occludin）表达量仅为对照组的1/5，这种"脑-肠"轴紊乱可进一步加重全身炎症反应。

临床转化前景

靶向MGBA的干预策略显示潜力：①益生菌VSL#3可降低肠IRI模型血清S100β水平；②迷走神经电刺激改善脑IRI后的肠道蠕动功能；③粪菌移植（FMT）在卒中后认知障碍中展现调节作用。当前局限在于人体临床试验样本量不足，且需开发血脑屏障穿透性更好的代谢物类似物。

讨论与结论

MGBA框架下的肠-脑IRI研究揭示了器官互作的新维度，但机制解析仍存在盲区：①菌群代谢物时空动态监测技术待突破；②性别差异对轴系调控的影响未明；③人工智能辅助的跨器官信号网络建模将成为未来方向。这些发现为开发多器官联合保护策略奠定了理论基础。