近期，发表在《Nature》上的一项研究中，来自美国哈佛大学的研究人员在神经退行性疾病肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)中发现了一种新的“肠-脑”联系。他们发现，在患有常见ALS基因突变的小鼠中，使用抗生素或粪便移植改变肠道微生物组可以预防或改善疾病症状。
该研究结果为只有部分携带突变基因的个体才会患上ALS提供了一种可能的解释，并提出了一种基于微生物组的治疗方法。
研究通讯作者、哈佛大学干细胞和再生生物学教授、Stanley精神病学研究中心干细胞生物学主任KevinEggan说：“我们的研究集中在ALS患者最常见的突变基因上。我们有一个惊人的发现，同样的老鼠模型——有相同的基因——在不同实验室设施中有本质上不同的健康结果。我们追踪了这些小鼠不同肠道微生物群落的不同结果，解释了为什么有些携带这种突变的个体会患上ALS，而有些则不会。”
不同的实验室，不同的结果
研究人员最初是在哈佛大学的实验室里通过建立小鼠模型来研究ALS的基因突变。这些小鼠的免疫反应过于活跃，包括神经系统和身体其他部位的炎症，导致寿命缩短。
为了进行进一步的实验，研究人员还在布罗德研究所的实验室中开发了小鼠模型。出乎意料的是，尽管这些小鼠有相同的基因突变，但它们的健康结果却截然不同。
该研究第一作者、Eggan实验室的博士后研究员AaronBurberry说：“我们在哈佛大学实验室的小鼠中一直反复观察到的许多炎症特征，但在布罗德实验室的小鼠中并不存在。更引人注目的是，布罗德实验室的小鼠活到了老年。这些观察激发了我们的动力，让我们去了解这两种不同环境导致这些不同结果的原因。”
寻找肠道微生物组
为了寻找小鼠之间的环境差异，研究人员对肠道微生物进行了研究。通过DNA测序来识别肠道细菌，研究人员发现了特定的微生物，它们存在于哈佛大学的实验小鼠中，而布罗德实验小鼠中却不存在，尽管实验条件在不同实验小鼠之间是标准化的。
Burberry：“我们联系了更多的研究人员，因为许多不同的研究团队在研究相同的基因小鼠模型，并观察到了不同的结果。我们从不同的实验室收集了微生物样本，并对它们进行了测序。在相隔数百英里的研究机构，非常相似的肠道微生物与这些小鼠的疾病程度相关。”
然后，研究人员测试了改变微生物组的方法，并改善了哈佛大学实验小鼠的结果。通过用抗生素或布罗德实验室小鼠的粪便移植治疗哈佛大学的实验小鼠，最终，研究人员成功地减少了炎症。
肠-脑联系
通过研究ALS的遗传和环境因素之间的联系，研究人员发现了一个重要的肠-脑联系。肠道微生物组可能会影响疾病的严重程度，无论带有基因突变的个体是否会患上ALS，与之相关的额颞叶痴呆，或者根本没有任何症状，这都可能成为一种潜在的治疗靶点。
Eggan说：“我们的研究为肌萎缩性脊髓侧索硬化症的机制提供了新的见解，包括最常见的ALS基因突变如何导致神经炎症。实际上，肠—脑联系与一系列神经系统疾病有关，包括帕金森氏症和阿兹海默症。我们的研究结果进一步证明了这种联系的重要性。”
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