本研究通过抗生素处理、无菌小鼠和野生小鼠模型，系统研究了肠道菌群缺失对异基因造血干细胞移植（allo-HCT）后中枢神经系统免疫反应的影响。研究发现特定无病原体小鼠的微生物群耗竭会导致干扰素-γ产生型CD4+和CD8+ T细胞显著浸润中枢神经系统，并通过TLR4/p38 MAPK信号轴激活小胶质细胞。这种炎症反应伴随神经认知缺陷，重现了移植患者常见的神经系统症状。
研究团队鉴定出肠道菌群衍生代谢物TMAVA（N,N,N-三甲基-5-氨基戊酸盐）是调节小胶质细胞激活的关键分子。实验数据显示，抗生素处理和无菌小鼠的血清、粪便、结肠和肝脏中TMAVA水平显著降低，移植患者的血浆样本也呈现相同趋势。外源性TMAVA治疗可有效抑制小胶质细胞信号通路激活并改善认知功能。
值得注意的是，野生小鼠（具有近似人类肠道菌群结构）和无菌小鼠在抗生素治疗后均出现增强的小胶质细胞反应，但T细胞浸润程度存在差异。这提示不同菌群成分可能通过独立机制调控神经炎症的不同维度。研究还证实工程化益生菌递送特定代谢物可改善神经炎症，为临床开发靶向肠道菌群的神经免疫调节疗法提供了新思路。
这项发表于《实验医学杂志》的研究首次建立了肠道菌群-TMAVA-神经炎症的分子链接，揭示了肠-脑轴在移植后神经并发症中的关键作用。研究团队建议通过补充工程化TMAVA生产菌来抵消抗生素治疗导致的菌群失调，这种方法既能维持抗生素疗效，又能重建免疫稳态而不破坏共生微生物群落。
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