综述:从肠道到大脑:探索微生物群、菌群失调和神经炎症在神经退行性疾病中的影响

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Future Journal of Pharmaceutical Sciences 3

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  这篇综述系统阐述了肠道微生物群(Microbiota)通过肠-脑轴(Gut-Brain Axis, GBA)影响神经退行性疾病(如阿尔茨海默病AD和帕金森病PD)的机制,重点探讨了菌群失调(Dysbiosis)引发的神经炎症(Neuroinflammation)、血脑屏障(BBB)破坏及短链脂肪酸(SCFA)代谢异常等关键病理过程,并提出了益生菌、饮食干预等潜在治疗策略。

  

背景

神经退行性疾病(如AD和PD)以认知和运动功能进行性丧失为特征,全球约6.9%的女性和3.3%的男性受累。近年研究发现,肠道微生物群通过代谢产物和免疫信号调控中枢神经系统(CNS),其中菌群失调可导致促炎细菌(如大肠杆菌)增多,而抗炎菌(如粪杆菌)减少,进而触发系统性炎症和神经病理变化。

神经退行性病变的肠道关联

PD患者中,黑质多巴胺能神经元丢失与肠道菌群改变显著相关。例如,PD患者肠道内普雷沃菌(Prevotella)减少,而肠杆菌科(Enterobacteriaceae)增加,这种失衡通过激活Toll样受体4(TLR4)通路加剧α-突触核蛋白(α-Syn)聚集。AD患者则表现为厚壁菌门(Firmicutes)减少、拟杆菌门(Bacteroidetes)增多,伴随脂多糖(LPS)水平升高,促进β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积。

肠-脑轴的分子机制

肠道微生物通过以下途径影响大脑:

  1. 神经通路:迷走神经将肠道信号直接传递至脑干;

  2. 代谢产物:短链脂肪酸(如丁酸盐Butyrate)抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC),增强BBB完整性;

  3. 免疫调节:菌群失调导致促炎因子(IL-6、TNF-α)释放,激活小胶质细胞(Microglia)引发慢性神经炎症;

  4. 蛋白错误折叠:微生物淀粉样蛋白(如大肠杆菌Curli)通过分子模拟促进α-Syn和Aβ交叉聚集。

年龄与菌群失调

衰老伴随肠道菌群多样性降低,益生菌(如双歧杆菌Bifidobacterium)减少,而致病菌(如变形菌门Proteobacteria)增多,导致"肠漏"(Leaky Gut)和全身低度炎症(Inflammaging),加速神经退行性病变。

治疗策略

  1. 饮食干预:地中海饮食富含ω-3脂肪酸和多酚,可增加SCFA产量;

  2. 微生物移植:粪便微生物移植(FMT)恢复菌群平衡,临床试验显示AD患者MMSE评分改善;

  3. 靶向代谢物:补充丁酸盐或益生菌(如乳酸杆菌Lactobacillus)调节神经递质(如GABA、5-HT)合成。

未来方向

需进一步明确微生物-肠-脑轴(MGBA)的因果关联,开发基于人工智能(AI)的个性化菌群调控方案,并探索真菌组(Mycobiome)和病毒组在神经退行性疾病中的作用。

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