阿尔茨海默症小鼠模型显示肠道免疫系统改变为治疗提供新靶点
加州巴克老化研究所最新研究发现,阿尔茨海默症小鼠模型中部分肠道免疫细胞沿肠脑轴迁移,这为这种记忆丧失性疾病提供了潜在的全新治疗途径。这项发表于《细胞报告》的研究还表明,给患病小鼠喂食高纤维饮食可减轻包括震颤在内的阿尔茨海默症相关症状。
巴克研究所免疫学家、论文共同资深作者丹尼尔·威纳副教授表示:"这项研究将肠道免疫系统推向神经退行性疾病病理研究的前沿。考虑到其规模和细胞迁移能力,这些免疫细胞影响整体生理机能是符合逻辑的。"
神经科学家朱莉·安德森教授补充道:"据我们所知,这是对神经退行性疾病模型肠道免疫系统最深入的研究。我们期待在帕金森病和多发性硬化症等其他疾病中继续探索其影响。"
研究由免疫学家普里娅·马希扬博士主导。她发现,正常情况下维持肠道菌群与免疫系统平衡的特定抗体生成B细胞,在阿尔茨海默症小鼠中显著减少。更引人注目的是,这些免疫细胞具有迁移特征,研究人员在患病小鼠的大脑及其边界区域(脑膜硬脑膜)检测到肠道特异性B细胞及其迁移受体。
"令人惊讶的是,我们发现这些识别肠道菌群的免疫细胞在阿尔茨海默症大脑中聚集。"马希扬博士指出。
通过分析,研究团队发现阿尔茨海默症小鼠脑内胶质细胞(炎症细胞)产生的趋化因子(已知与细胞迁移相关)水平升高,这种趋化因子正是肠道免疫细胞受体的结合配体。数据挖掘还显示该迁移特征在人类阿尔茨海默症大脑中同样存在。
与多伦多大学附属医疗网络合作,团队使用小分子药物进行轴向阻断实验,提示肠脑轴可能存在新的长距离作用机制。
高纤维饮食的好处
研究显示,给患病小鼠喂食具有抗炎特性的益生元纤维菊粉,可恢复肠道菌群平衡。这种饮食不仅补充了迁移性免疫细胞,还显著减轻了小鼠的震颤等阿尔茨海默症相关症状。
"菊粉生成的短链脂肪酸等代谢产物既能局部聚集改善肠道健康,也能全身循环调节脑内趋化因子信号。"马希扬解释道,"这再次验证了肠脑双向轴的作用机制。"
威纳教授指出,虽然高纤维饮食未能持续减少小鼠大脑中的淀粉样蛋白斑块,但确实显著改善了整体健康状况。通过31项衰老指标检测,该饮食方案延长了小鼠的健康寿命,提升其生活质量。"这项研究为'多吃蔬果'的饮食建议提供了科学依据。"他强调。
整体视角
尽管研究全面表征了神经系统疾病中肠道免疫系统的改变,但研究人员强调,尚需进一步确定这些改变是脑部病变的应答反应还是疾病驱动因素。威纳推测,年龄相关损伤可能触发大脑炎症,趋化因子信号促使肠道免疫系统参与应对。初期这种反应具有保护作用,但随着时间推移肠道屏障受损,有害菌群增殖会加剧全身性炎症。
马希扬表示,研究为理解/调控疾病相关肠道微生物组提供了诸多新方向:"我们或许能发现预示神经退行性疾病风险的微生物特征,识别触发免疫炎症的特定菌群。若能在疾病不同阶段抑制趋化因子信号,可能为整体系统提供保护。这项研究开辟了多个值得深入探索的新领域。"
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