综述:衰老脉络丛与肠道菌群失调及Klotho下降的关系:可能的干预策略

【字体: 时间:2025年07月23日 来源:GeroScience 5.3

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  这篇综述深入探讨了衰老脉络丛(ChP)与肠道菌群失调及Klotho蛋白水平下降的关联,提出通过联合益生菌疗法和Klotho基因靶向递送策略(如AAV载体结合TTR启动子)可能改善脑屏障功能、减轻神经炎症,为神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)的预防提供新思路。

  

引言

全球老龄化加剧导致年龄相关疾病负担增加,其中痴呆患者预计2050年将达1.528亿。研究表明,肠道菌群失调(gut dysbiosis)和Klotho蛋白水平下降可能通过影响脉络丛(ChP)功能,加速神经退行性病变。ChP作为脑脊液(CSF)分泌的核心结构,其衰老伴随屏障功能减弱、免疫监视异常,而肠道菌群失衡和Klotho减少可能是关键驱动因素。

肠道-脑轴的作用

肠道微生物群(40万亿微生物)构成“第三基因组”,参与代谢、免疫防御等过程。衰老导致菌群多样性降低(如双歧杆菌减少、拟杆菌增加),引发慢性炎症和“肠漏”综合征。这种变化可能通过破坏血-脑脊液屏障(bCSFB)和血-脑屏障(BBB),促使神经炎症和认知衰退。例如,抗生素处理的小鼠ChP中79个基因表达异常,包括紧密连接蛋白ZO-1下调,证实菌群对ChP结构的调控作用。

脉络丛与Klotho的关联

Klotho是一种抗衰老蛋白,通过抑制TGF-β、IGF-1等通路减轻氧化损伤和纤维化。ChP是Klotho的主要来源之一,其衰老相关表达下降会加剧神经炎症。动物实验显示,ChP特异性Klotho敲除(Klothoflox/flox)导致促炎因子释放和巨噬细胞浸润。此外,Klotho通过调控p38 MAPK通路影响水通道蛋白AQP4的定位,进而影响脑内代谢废物清除。

干预策略:益生菌与基因治疗

  1. 益生菌:乳酸杆菌(Lactobacillus)和双歧杆菌(Bifidobacterium)等可恢复肠道菌群平衡,增加短链脂肪酸(SCFAs),强化屏障功能。下一代益生菌如Akkermansia muciniphila还能减少Aβ沉积。
  2. Klotho基因治疗:采用AAV载体(如AAV2/5)结合TTR启动子可实现ChP特异性递送,而miRNA脱靶技术(如miR-122a)可避免肝脏副作用。双AAV策略(如REVeRT)能克服载体容量限制,但需优化重组效率。

技术挑战与展望

当前Klotho靶向治疗仍面临精准递送难题,如避免骨代谢异常等脱靶效应。未来需在动物模型中验证联合疗法(益生菌+基因编辑)的安全性。尽管技术瓶颈存在,ChP作为外周与中枢的“沟通枢纽”,其调控为神经退行性疾病防治提供了新靶点。

(注:全文基于原文实验数据归纳,未添加非文献支持内容)

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