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综述:从微生物稳态到系统发病机制:肠道菌群在神经精神疾病、代谢紊乱和癌症中的作用的叙述性综述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月12日 来源:Journal of Inflammation Research 4.2
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这篇综述系统阐述了肠道菌群(GM)通过代谢物交换、表观遗传调控和肠-脑轴(GBA)信号参与神经退行性疾病(如阿尔茨海默病AD、帕金森病PD)、精神障碍(如抑郁症、精神分裂症SCZ)、代谢综合征(如肥胖、糖尿病T2DM)和恶性肿瘤(如肺癌、乳腺癌)的病理过程,重点揭示了菌群失调通过LPS/α-突触核蛋白/短链脂肪酸(SCFAs)等分子机制驱动疾病进展,为开发合成微生物群落移植等精准干预策略提供理论依据。
肠道菌群与神经退行性疾病
作为人类生态调节的核心,肠道菌群通过代谢物交换和肠-脑轴双向通讯深刻影响神经退行性病变。在阿尔茨海默病(AD)中,菌群衍生的脂多糖(LPS)激活小胶质细胞,促进β淀粉样蛋白(Aβ)沉积,而Dubosiella菌通过棕榈油酸生物合成发挥神经保护作用。帕金森病(PD)研究揭示,肠道α-突触核蛋白(α-syn)经迷走神经上传至黑质,罗伊氏乳杆菌可抑制TLR4/NF-κB通路缓解运动症状。亨廷顿病(HD)患者则表现出厚壁菌门减少与炎症因子IL-6升高的特征性菌群失衡。
精神健康障碍的菌群调控机制
抑郁症患者肠道中拟杆菌属增多而链球菌减少,伴随短链脂肪酸(SCFAs)水平降低。粪菌移植证实,普雷沃菌产生的吲哚-3-丙酸(IPA)能通过NRF2/GPX4通路抑制神经元铁死亡。精神分裂症(SCZ)患者口腔菌群中乳酸杆菌噬菌体异常增殖,且血循环中可检测到衣原体基因片段,提示肠屏障破坏。双相情感障碍(BD)的微生物组学分析显示,玫瑰孢链菌通过上调双歧杆菌产生高香草酸(HVA),有效抑制海马神经元自噬过度激活。
代谢疾病的菌群干预靶点
肥胖人群肠道中产丁酸菌减少,而乳酸杆菌衍生的苯乳酸(PLA)通过激活PPAR-γ改善胰岛素抵抗。2型糖尿病(T2DM)患者阿克曼菌丰度与血糖控制正相关,其分泌的GLP-1可修复肠神经元一氧化氮合酶(nNOS)功能。痛风患者肠道普雷沃菌过度增殖导致尿酸代谢异常,而绝经后骨质疏松(PMO)模型显示,鼠李糖乳杆菌GG通过调节Th17/Treg平衡改善骨微结构。
肿瘤微环境的菌群调控
肺癌组织中存在独特的芽孢杆菌群落,其分泌的四氢生物蝶呤可选择性诱导A549细胞凋亡。三阴性乳腺癌(TNBC)患者肠道梭菌目细菌通过产生氧化三甲胺(TMAO)激活PERK内质网应激通路,增强CD8+T细胞抗肿瘤应答。前列腺癌(PCa)研究则发现,双歧杆菌与放线菌门丰度变化直接影响BCG免疫治疗效果。
未来展望
从时空代谢组学追踪到合成菌群移植,多组学技术将推动菌群研究从相关性向因果性跨越。针对神经炎症的Calhm2靶向调控、代谢疾病的胆汁酸-FXR轴干预、以及肿瘤免疫的菌群代谢重编程策略,标志着"微生物组医学"时代正在到来。
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