肠道菌群-免疫-激素互作在肠脑轴中的生理机制与临床意义

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Molecular and Cellular Endocrinology 3.8

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  本研究聚焦肠道微生物群-免疫系统-激素网络在肠脑轴(GBA)中的复杂调控机制,系统阐述了短链脂肪酸(SCFAs)、多巴胺、γ-氨基丁酸(GABA)等代谢物与胃饥饿素(Ghrelin)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)、胆囊收缩素(CCK)等肠道激素的相互作用,揭示了菌群失衡(dysbiosis)与焦虑抑郁等神经精神疾病的关联,为代谢性疾病和神经退行性疾病的治疗提供了新靶点。

  

在人体这个精密的生态系统中,肠道犹如一个繁忙的"第二大脑",通过数以万亿计的微生物与宿主进行着永不停歇的对话。这种被称为肠脑轴(Gut-Brain-Axis, GBA)的双向通讯网络,近年来成为生命科学研究的焦点。然而,肠道微生物如何通过免疫信号和激素调控影响大脑功能?哪些分子机制介导了"肠-脑对话"?这些问题至今仍是未解之谜。

为解决这些关键科学问题,来自国内的研究团队在《Molecular and Cellular Endocrinology》发表了系统性综述。研究人员通过整合大量动物实验和临床研究数据,首次全面阐述了肠道激素与微生物代谢产物的协同作用机制。研究发现,肠道菌群通过短链脂肪酸(SCFAs)、γ-氨基丁酸(GABA)等代谢物,直接调控胃饥饿素(Ghrelin)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)等激素的分泌,进而影响食欲调节、糖脂代谢和神经炎症过程。特别值得注意的是,微生物失衡(dysbiosis)会导致5-羟色胺(5-HT)信号紊乱,这与焦虑、抑郁等情绪障碍密切相关。

研究主要采用了文献计量学分析、分子通路整合和临床数据挖掘等方法,其中特别关注了生长激素促分泌素受体(GHS-R)和胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)等关键靶点的作用机制。样本数据来源于近年发表的动物模型研究和人类队列研究。

【Anatomy and Physiology of Intestine】
研究指出肠道作为人体最大的黏膜免疫器官,其近端-远端轴存在显著的功能分区。十二指肠至回肠段主要负责营养吸收,而结肠则以微生物发酵和免疫调节为主。这种解剖学特性为菌群-宿主互作提供了结构基础。

【Intestinal Microbiota and its role in Intestinal Physiology】
数据显示小肠菌群密度仅为结肠的1/1000,这与其快速转运和高胆汁酸环境有关。拟杆菌门和厚壁菌门的平衡对维持肠屏障功能和维生素合成至关重要。

【Gut–Brain–Axis (GBA)】
研究揭示GBA通过迷走神经、下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)和免疫因子三条通路实现"肠-脑对话"。其中,菌群代谢产物SCFAs能穿越血脑屏障,直接调节小胶质细胞活性。

【Ghrelin】
胃饥饿素通过GHS-R受体激活Gα
蛋白信号,不仅刺激食欲,还参与海马神经发生。有趣的是,无菌小鼠的Ghrelin分泌显著减少,证实了菌群对激素分泌的调控作用。

【Conclusion】
该研究建立了"微生物-激素-神经"三位一体的调控模型,为代谢综合征和阿尔茨海默病等疾病的治疗提供了新思路。特别是GLP-1类似物和菌群移植(FMT)的联合疗法,展现出广阔的临床应用前景。

这项研究的重要意义在于首次系统整合了肠道内分泌学与微生物组学的交叉证据,填补了GBA分子机制的研究空白。作者Sadia Mumtaz等强调,未来需要更多人类临床试验来验证动物模型的发现,这将为精准医学时代的个体化治疗开辟新途径。

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