肠道健康与阿尔茨海默病之间存在新的联系

多年来，科学家们已经知道阿尔茨海默氏症患者的肠道微生物组与健康人不同。目前尚不清楚这些差异是疾病的结果、促成因素还是仅仅伴随疾病。部分谜题可能不在于肠道细菌本身，而在于它们产生的分子，这些分子最终在全身循环。一组科学家相信他们已经发现了一种这样的分子。在《自然通讯》杂志上发表的一项研究中，研究人员发现丙酸咪唑（ImP）——一种由某些肠道细菌产生的化合物——可能是微生物组与阿尔茨海默病之间的联系。从肠道到大脑 研究人员提出的假设始于肠道。一些细菌使用一种称为组氨酸的氨基酸，并通过代谢它来产生 ImP。这种分子的一些可以进入血液并在全身循环。问题始于大脑的边界。新研究中的实验表明，ImP 可以削弱血脑屏障，从而保护大脑并控制哪些物质可以通过血液进入大脑。效率较低的屏障可以帮助代谢物进入大脑，研究人员发现它可以直接与神经元相互作用。这就是阿尔茨海默病的两个关键因素发挥作用的地方：β 淀粉样蛋白和 tau 蛋白。在受阿尔茨海默病影响的大脑中，β淀粉样蛋白积聚，在神经元之间形成斑块。 Tau 蛋白会发生异常变化，改变其功能并促进细胞内有害结构的形成。这两种现象都与神经元退化密切相关，并构成了该疾病的两个主要生物学特征。在实验中，ImP 似乎有能力加剧这两种情况。研究人员发现，它可以促进淀粉样蛋白斑块的积累，并通过磷酸化过程增加 tau 修饰。研究中提出的模型作为一条链发挥作用：某些肠道细菌产生 ImP；代谢物进入血液；它可以破坏血脑屏障并到达大脑；一旦到达那里，它就会促进与 β 淀粉样蛋白和 tau 淀粉样蛋白相关的变化。但仅仅因为生物学解释是连贯的，并不意味着整个链条实际上发生在人体内。为了测试这种关系的程度，研究人员首先在人类中寻找这种关系的证据，然后在小鼠和细胞中测试了该机制的不同部分。人类和小鼠的证据 科学家们分析了 1,196 名认知健康、平均年龄为 61.2 岁的成年人血液中的 ImP 水平。平均而言，代谢物水平较高的人在认知测试中得分较差。他们的 pTau-217（一种用作阿尔茨海默病生物标志物的 tau 蛋白的修饰形式）和 NfL（一种神经元受损时释放的蛋白质）水平也较高。两者都可以在血液中测量，甚至在症状出现之前就可以提供大脑变化的线索。研究人员还可以获得随时间推移进行的认知测试和生物标志物测量。当比较 ImP 水平最高和最低的人时，他们发现，随着时间的推移，前一组人的认知能力下降得更快。研究人员对两组经过基因改造的小鼠进行几个月的 ImP 治疗，以形成阿尔茨海默病的特征。结果是一致的：代谢物使疾病症状恶化。在一些动物中，β-淀粉样蛋白斑块增加；在其他情况下，tau 蛋白异常和星形胶质细胞（参与保护和维持大脑的细胞）的反应恶化。不存在“阿尔茨海默病细菌” 健康人体内也存在一些能够产生 ImP 的细菌。该研究的合著者、威斯康星大学细菌学教授费德里科·雷伊 (Federico Rey) 在一份声明中表示：“大部分人体内都存在产生 ImP 的细菌，但它们在大多数人体内的数量并不多。” “但我们多年来学到的一点是，微生物不一定要足够多才能对宿主产生影响。”