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综述:迷走神经刺激通过微生物群-肠-脑轴调控帕金森病的作用:一项全面综述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月23日 来源:Frontiers in Neurology 2.8
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本综述系统探讨了迷走神经刺激(VNS)通过微生物群-肠-脑轴(MGBA)干预帕金森病(PD)的多维机制,包括调节肠道菌群(如SCFAs和LPS)、抑制神经炎症(如TNF-α、IL-1β)、调控HPA轴功能及增强脑区连接性(如BDNF分泌),为突破传统治疗局限提供了新思路。
帕金森病(PD)作为一种神经退行性疾病,以中脑黑质致密部(SNc)多巴胺(DA)神经元逐渐退化和α-突触核蛋白(α-Syn)聚集为特征。其临床表现包括运动症状(如运动迟缓、震颤)和非运动症状(如焦虑、便秘)。近年来,微生物群-肠-脑轴(MGBA)成为PD治疗研究的关键领域,通过免疫、神经内分泌和神经机制双向调节脑肠互动。
迷走神经(VN)作为MGBA的核心组成部分,涉及关键脑干核团:孤束核(NTS)、蓝斑核(LC)和迷走神经背核(DMV)。NTS作为感觉神经元整合中心,与PD相关呼吸衰竭和自主神经功能障碍密切相关。LC是去甲肾上腺素(NE)产生的主要部位,其神经元退化与PD非运动症状(如睡眠障碍、认知下降)及神经炎症相关。研究表明,α-Syn病理最早影响LC(Braak阶段2),并通过氧化应激和线粒体功能障碍加剧DA神经元损伤。
下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴是MGBA中的神经内分泌通路,其功能紊乱表现为皮质醇水平异常。过量糖皮质激素(GCs)可通过线粒体功能障碍和突触传输抑制,导致海马和黑质神经元损伤,加重PD进展。同时,HPA轴过度激活会通过GCs介导肠道菌群多样性改变和肠屏障损伤,引发肠道炎症及CNS神经炎症。
肠神经系统(ENS)功能障碍在PD早期即可出现,如便秘和α-Syn在肠道异常积累。研究表明,PD患者肠道菌群结构发生改变,例如Lachnospira和Butyricicoccus等产短链脂肪酸(SCFAs)菌减少,而Akkermansia和Proteobacteria增加。菌群代谢物如SCFAs可增强肠屏障完整性,而脂多糖(LPS)则促进炎症因子(如TNF-α、IL-1β)释放,诱导α-Syn异常聚集和神经炎症。
神经炎症是PD神经元退化的关键机制。外周免疫系统异常(如CD8+ T细胞浸润)和中枢小胶质细胞激活,导致促炎细胞因子(如IL-1β、IL-6)升高,加速DA神经元死亡。肠道菌群失调通过破坏肠上皮屏障(IEB),增加LPS和α-Syn向CNS的转移,进一步加剧神经炎症和疾病进展。
迷走神经作为脑肠沟通的核心通道,通过调节脑可塑性、肠道稳态、HPA轴和抗炎作用,在PD干预中发挥多重功效。
VNS可通过改善脑区功能连接(如额下回IFG)、调节神经递质(如NE)和增加神经营养因子(如BDNF)分泌,优化脑可塑性。研究显示,经皮VN刺激(taVNS)可激活PD患者运动相关脑区,改善焦虑和认知功能,同时上调酪氨酸羟化酶(TH)表达,保护DA神经元。
VNS通过迷走神经-肠神经互动,调节肠道菌群组成(如增加Lactobacillus和Bifidobacterium),修复肠屏障损伤,减轻肠道炎症。动物研究表明,VN切断(SDV)可诱导菌群失调,而taVNS能逆转卒中后菌群紊乱,改善肠道功能。
VNS通过调节HPA轴功能(如降低皮质醇、增加CRF表达),缓解PD相关抑郁和焦虑症状。研究表明,VNS可激活HPA抗炎通路,减少促炎细胞因子,改善神经内分泌平衡。
VNS主要通过胆碱能抗炎通路(CAP)、HPA轴和脾交感神经通路发挥抗炎作用。CAP通过乙酰胆碱(ACh)激活α7nAChR受体,抑制NF-κB和JAK2/STAT3通路,减少IL-1β和TNF-α释放。此外,VNS通过激活脾神经释放NE,调节免疫细胞反应,抑制神经炎症。研究证实,VNS可降低小胶质细胞激活标志物(Iba-1、GFAP),增加调节性T细胞(Treg),缓解PD模型炎症反应。
VNS技术从侵入性刺激发展为非侵入性方式,如taVNS、tcVNS和闭环taVNS(CL-taVNS)。taVNS通过刺激耳部VN分支,改善PD步态参数(如步长、速度)和焦虑症状。刺激参数多采用20Hz频率、0.2–0.5ms脉冲宽度,但最佳参数仍需优化。未来需聚焦个性化治疗,结合生物标志物(如EEG)开发闭环系统,并通过大规模临床试验验证对运动及非运动症状的疗效。
VNS通过MGBA多途径干预PD,包括调节菌群代谢、抑制炎症、平衡HPA轴和增强神经可塑性,展现突破传统治疗的潜力。未来需深化机制研究、优化刺激策略,推动VNS从症状控制向疾病修饰转变。
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