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脊髓损伤（SCI）会破坏肠道菌群、加剧神经炎症。为探究改善方法，研究人员开展了罗伊氏乳杆菌（L. reuteri）DSM17938 对 SCI 作用及机制的研究。结果发现其可促进 SCI 恢复，这为临床辅助治疗 SCI 提供了新策略。
脊髓损伤，这一严重的中枢神经系统创伤，常常无情地剥夺患者的运动和感觉功能，给他们的生活带来极大的痛苦和不便。目前，脊髓损伤分为原发性和继发性损伤两个阶段，原发性损伤往往不可逆转，因此，有效抑制继发性损伤成为了科研人员们重点攻克的难题。在继发性损伤的众多因素中，小胶质细胞介导的炎症反应扮演着关键角色。小胶质细胞作为脊髓中的常驻免疫细胞，在维持神经系统的稳定状态方面发挥着重要作用。然而，当脊髓损伤发生时，小胶质细胞就像被触发的 “开关”，会极化为两种不同的表型：具有神经毒性的 M1 表型和具有神经保护作用的 M2 表型。其中，M1 表型的小胶质细胞会疯狂地促进炎症细胞因子的产生，如 TNF-α、IL-6 和 IL-1β 等，这些因子会像 “毒素” 一样加剧神经炎症，进一步加重神经损伤。
同时，越来越多的研究发现，脊髓损伤后肠道微生物群的异常组成与神经炎症的进展密切相关。就好比肠道微生物群是一个庞大而有序的 “小社会”，脊髓损伤却打破了这个 “小社会” 的平衡。比如，脊髓损伤会导致小鼠肠道微生物群紊乱，有益的乳酸菌数量减少，而其他有害细菌的相对丰度增加，这种变化会像 “催化剂” 一样，加剧神经炎症或脊髓损伤。虽然已有研究表明，富含乳酸菌的益生菌制剂或正常小鼠肠道微生物群移植可以减轻脊髓损伤神经炎症并改善运动功能，但具体哪种益生菌效果更佳以及其作用机制如何，仍有待进一步探索。
在这样的背景下，同济大学附属上海第四人民医院等研究机构的研究人员，开展了关于罗伊氏乳杆菌（L. reuteri）DSM17938 对脊髓损伤作用及机制的研究。他们的研究成果发表在《Probiotics and Antimicrobial Proteins》上，为脊髓损伤的治疗带来了新的希望。
研究人员为开展此项研究，用到了多个关键技术方法。在动物实验方面，构建了脊髓损伤的大鼠模型，并将大鼠进行分组对照实验。同时运用行为学测试，如梳理测试和圆柱饲养测试，来评估大鼠的运动功能恢复情况。此外，还采用了组织学染色技术，像苏木精 - 伊红染色（H&E）观察组织病理变化；利用蛋白质免疫印迹法（Western Blotting）检测蛋白表达水平；借助免疫荧光染色技术观察细胞相关指标；通过靶向色氨酸代谢组学技术和 16S rRNA 测序分析色氨酸代谢产物以及肠道微生物群的变化。
研究结果如下：
- 肠道微生物群紊乱及罗伊氏乳杆菌丰度降低：通过 16S rRNA 测序技术分析发现，脊髓损伤后，大鼠肠道微生物群发生紊乱，有害细菌的丰度增加，而罗伊氏乳杆菌等益生菌的丰度显著降低。这表明脊髓损伤破坏了肠道微生物群的平衡状态，可能是导致神经炎症加剧的重要因素之一。
- 罗伊氏乳杆菌 DSM17938 减轻病理损伤并促进运动功能恢复：行为学测试结果显示，在脊髓损伤建模后的第 28 天，接受罗伊氏乳杆菌 DSM17938 治疗的大鼠，其梳理测试和圆柱饲养测试的得分明显高于未接受治疗的脊髓损伤大鼠，这意味着罗伊氏乳杆菌 DSM17938 能够有效促进大鼠运动功能的恢复。同时，H&E 染色结果表明，该菌能够减少脊髓损伤大鼠的脊髓组织损伤程度，保留更多的神经细胞，进一步证明了其对脊髓损伤的修复作用。
- 罗伊氏乳杆菌 DSM17938 调节脊髓损伤大鼠的色氨酸代谢：采用靶向色氨酸代谢组学技术研究发现，罗伊氏乳杆菌 DSM17938 能够调节脊髓损伤大鼠的色氨酸代谢。具体表现为促进具有抗炎作用的吲哚 - 3 - 甲醛（IAld）的产生，同时抑制促神经炎症的色氨酸代谢产物喹啉酸（QA）的生成，从而维持机体的免疫平衡和炎症反应的稳定。
- 色氨酸代谢与罗伊氏乳杆菌抑制脊髓 M1 小胶质细胞炎症的关系：通过蛋白质免疫印迹法、免疫荧光染色和酶联免疫吸附测定（ELISA）等实验发现，罗伊氏乳杆菌 DSM17938 对大鼠脊髓 M1 小胶质细胞极化介导的神经炎症反应的抑制作用依赖于色氨酸。在缺乏色氨酸的饮食条件下，罗伊氏乳杆菌 DSM17938 的抗炎作用受到抑制，这表明色氨酸代谢在其发挥抗炎作用的过程中起着关键作用。
- 色氨酸代谢与罗伊氏乳杆菌激活脊髓和肠道 AhR 信号通路的关系：研究表明，罗伊氏乳杆菌 DSM17938 能够通过调节色氨酸代谢，激活脊髓和结肠中的芳烃受体（AhR）信号通路。具体来说，该菌可促进色氨酸代谢产生 IAld 等 AhR 配体，进而激活 AhR 信号通路，增加下游靶蛋白 CYP1A1 的表达，这一过程对于抑制神经炎症、促进神经功能恢复具有重要意义。
- 色氨酸代谢与罗伊氏乳杆菌修复脊髓损伤大鼠肠道屏障的关系：H&E 染色、蛋白质免疫印迹法和 ELISA 等实验结果显示，罗伊氏乳杆菌 DSM17938 能够修复脊髓损伤后受损的肠道屏障。它可以减轻结肠组织的炎症浸润和隐窝破坏，增加紧密连接蛋白（如 Occludin、ZO - 1 和 Claudin - 1）的表达，降低血清脂多糖（LPS）水平。而色氨酸代谢的失调会抵消罗伊氏乳杆菌对肠道屏障的修复作用，说明色氨酸代谢在肠道屏障修复过程中也至关重要。
研究结论和讨论部分指出，脊髓损伤后肠道微生物群的紊乱与神经炎症的进展密切相关，罗伊氏乳杆菌 DSM17938 作为一种益生菌，能够通过调节色氨酸代谢，促进 IAld 的产生，激活 AhR 信号通路，修复受损的肠道屏障，从而抑制 M1 小胶质细胞介导的炎症反应，促进脊髓损伤的恢复。这一研究成果为脊髓损伤的临床辅助治疗提供了新的策略和理论依据。然而，该研究也存在一些局限性，比如没有验证色氨酸代谢产物 IAld 对抑制 M1 小胶质细胞极化的直接作用，且缺乏阳性对照来比较罗伊氏乳杆菌治疗脊髓损伤的疗效。未来的研究可以在这些方面进一步深入探索，以更好地发挥罗伊氏乳杆菌在脊髓损伤治疗中的作用，为广大脊髓损伤患者带来更多的希望。
