一项关于阿尔茨海默病的新研究揭示了从肠道到大脑的隐秘通路(CREDIT: Julien Tromeur on Unsplash)
最新研究发现,一种源自肠道的潜在毒素可能触发阿尔茨海默病。更令人振奋的是,通过增加膳食纤维摄入这一简单方式,或可阻断这一致病过程。
这项突破性研究由路易斯安那州立大学健康新奥尔良神经科学中心的Yuhai Zhao博士和Walter J. Lukiw博士团队完成。他们发现一种名为脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)的常见肠道菌群产生的脂多糖(BF-LPS),可通过血脑屏障进入大脑,导致神经损伤。
Lukiw博士指出,脂多糖是已知最强效的微生物来源促炎性神经毒素之一。多个实验室已在阿尔茨海默病患者的神经元中检测到不同形式的脂多糖。
从肠道到大脑的致病路径
人体肠道微生物群包含约10^14个来自数千个物种的微生物。当脆弱拟杆菌产生BF-LPS后,这种神经毒素会突破肠道屏障进入血液循环,并成功穿越血脑屏障。
一旦进入大脑,BF-LPS会引发神经炎症,同时抑制神经丝轻链蛋白(NF-L)的合成。NF-L是维持神经元结构稳定的关键蛋白,其缺失会导致细胞萎缩、轴突变细、突触连接中断直至细胞死亡。
研究还揭示了双重打击机制:BF-LPS激活NF-κB信号通路后,会诱导产生微小RNA-30b分子。这种分子通过结合NF-L信使RNA,进一步降低神经丝蛋白的生成。
纤维的保护作用
研究最令人鼓舞的发现是,调整饮食可以有效预防这一破坏过程。膳食纤维有助于调节肠道菌群平衡,减少脆弱拟杆菌的数量,从而降低BF-LPS的生成。
美国农业部建议50岁以下女性每日摄入25克纤维,男性38克;50岁以上女性21克,男性30克。但美国居民平均摄入量仅10-15克。
"通过调节肠道菌群平衡,可以有效控制阿尔茨海默病相关微生物及其神经毒素的释放。" Lukiw博士强调。
阿尔茨海默病病理新视角
美国现有65岁以上阿尔茨海默病患者580万,预计2050年将达1380万。传统研究聚焦淀粉样斑块和tau蛋白缠结,而新研究凸显了肠道-大脑轴这一新靶点。
研究特别指出,BF-LPS并非被动运输分子,而是主动破坏者。它与β淀粉样蛋白协同作用,通过形成临时通道进入神经元,加剧炎症反应和突触功能障碍。
神经丝蛋白的关键作用
NF-L是健康神经元中最丰富的神经丝蛋白,负责维持细胞结构和突触连接。当BF-LPS导致NF-L减少时,会直接影响神经信号传递和记忆形成。
有趣的是,尽管神经元内NF-L水平下降,但血液和脑脊液中的浓度却升高,使其成为监测神经退行性疾病的潜在生物标志物。这是首次发现微生物衍生毒素通过微小RNA介导基因抑制来改变神经元结构的机制。
微小RNA-30b的双重危害
微小RNA-30b在阿尔茨海默病大脑中显著升高,特别是在暴露于脂多糖或β淀粉样蛋白的神经元中。该分子通过靶向NF-L基因破坏神经元结构,成为潜在的治疗靶点。
肠道菌群在疾病预防中的价值
这项研究提出三个新观点:
- 阿尔茨海默病相关通路始于体内,终身发挥作用
- BF-LPS是肠道微生物代谢的自然产物
- 膳食纤维摄入可调节产毒菌数量
通过改善纤维摄入维持微生物平衡,可能显著降低患病风险。
未来发展方向
研究团队认为,监测肠道菌群、靶向益生菌或开发阻断BF-LPS的疗法将成为新方向。目前最实用的建议是增加膳食纤维摄入。
研究全文发表于《神经病学前沿》杂志。
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