综述:微生物群-炎症小体-脑轴作为神经退行性疾病的致病介质

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6

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  这篇综述深入探讨了NLRP3炎症小体(NLRP3 inflammasome)和嘌呤受体P2X7R(P2X7R)在阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、多发性硬化症(MS)、亨廷顿病(HD)和肌萎缩侧索硬化症(ALS)中的作用,揭示了肠道菌群(gut microbiota)通过微生物群-炎症小体-脑轴(microbiota-inflammasome-brain axis)影响神经炎症和疾病进展的机制,为开发新型治疗靶点提供了理论依据。

  

微生物群-炎症小体-脑轴的病理作用

神经退行性疾病的发病机制与NLRP3炎症小体的异常激活密切相关。作为先天免疫系统的传感器,NLRP3可被病原体相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)激活,进而通过caspase-1介导IL-1β和IL-18的释放。值得注意的是,细胞外ATP通过激活嘌呤受体P2X7R,触发K+外流和Ca2+内流,进一步促进NLRP3炎症小体组装。这种双重激活机制在AD、PD等疾病中导致持续的神经炎症反应。

NLRP3炎症小体与肠道菌群的相互作用

肠道作为人体最大的免疫器官,其微生物生态系统的改变显著影响NLRP3的活性。临床研究发现,AD患者肠道中Escherichia/Shigella菌属的增加与血清IL-1β水平呈正相关,而益生菌E. rectale的减少则加剧了炎症反应。动物实验证实,将AD患者的粪便微生物移植给APP/PS1小鼠后,其海马区小胶质细胞激活和认知障碍显著加重,这可能是由于肠道屏障破坏导致炎症介质经血脑屏障进入中枢神经系统。

疾病特异性机制与治疗前景

在PD中,α-突触核蛋白(α-syn)通过迷走神经从肠道向脑部传播,激活中枢NLRP3炎症小体;而MS患者则表现出肠道菌群衍生的短链脂肪酸(SCFAs)减少与疾病严重程度相关。针对这些发现,特异性抑制剂如MCC950(NLRP3抑制剂)和亮蓝G(BBG,P2X7R拮抗剂)在动物模型中显示出改善认知和运动功能的潜力。近期临床试验中,口服NLRP3抑制剂NT-0796使PD患者脑脊液炎症标志物sTREM2和NfL水平显著降低。

未来研究方向

当前研究存在三个关键空白:1)肠道菌群代谢物如何特异性调节NLRP3的分子机制;2)P2X7R在不同神经细胞亚型中的时空表达差异;3)微生物干预对血脑屏障通透性的影响。解决这些问题将推动"微生物-免疫-神经"三位一体治疗策略的发展,为攻克神经退行性疾病提供新思路。

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