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综述:肌萎缩侧索硬化症中的菌群失调与神经退行性变:探索肠-脑轴机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月05日 来源:NeuroMolecular Medicine 3.3
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这篇综述系统探讨了肌萎缩侧索硬化症(ALS)病理机制中肠-脑-微生物轴的作用,揭示了菌群失调(dysbiosis)通过破坏肠屏障完整性、诱发内毒素血症和系统性炎症,与神经炎症、TDP-43/SOD1蛋白异常形成恶性循环。文章重点分析了微生物代谢物对神经免疫交互、突触可塑性和骨骼肌功能的影响,并展望了靶向肠道菌群(如益生菌、噬菌体疗法)的潜在治疗策略,为ALS诊断和干预提供了新视角。
肌萎缩侧索硬化症(ALS)作为累及上下运动神经元的进行性神经退行性疾病,其核心病理特征包括SOD1和C9orf72基因突变、氧化应激及TDP-43蛋白异常聚集。临床数据显示,90%以上ALS患者伴随胃肠功能障碍,如吞咽困难(dysphagia)和胃排空延迟,提示肠道微环境与神经退变存在显著关联。
最新研究发现,肠道菌群代谢产物如短链脂肪酸(SCFAs)可通过迷走神经和血液循环影响血脑屏障通透性。在SOD1G93A转基因小鼠模型中,拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度降低与肠黏膜ZO-1蛋白表达下降直接相关,导致脂多糖(LPS)入血并激活小胶质细胞TLR4通路,加剧中枢神经炎症。
值得注意的是,ALS病程本身会加剧菌群失调:运动神经元退化导致的自主神经功能障碍减少肠蠕动,促使条件致病菌(如变形菌门Proteobacteria)增殖。这类菌群产生的硫化氢(H2S)不仅抑制线粒体复合物IV活性,还能促进SOD1二聚体错误折叠,形成"神经炎症-菌群失衡"的正反馈回路。
临床前试验表明,特定益生菌组合(如VSL#3)可使ALS模型小鼠生存期延长15%,其机制涉及下调IL-17和恢复肠道紧密连接蛋白occludin表达。而噬菌体靶向清除产超氧化物歧化酶的肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae),则显著降低脊髓中TDP-43聚集体的形成速率。
当前研究尚无法明确菌群变化是ALS的诱因或后果。通过多组学整合分析(宏基因组+代谢组+蛋白质组)揭示特定微生物-宿主共代谢网络,以及开发血-脑-肠屏障穿透性纳米载体递送菌群调节剂,将成为突破现有治疗瓶颈的关键路径。
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