新的成像技术揭示了阿尔茨海默病患者隐藏的肠道变化，发现了潜在的脑肠联系，这可能会彻底改变早期诊断和治疗的方法。
研究背景
阿尔茨海默病影响全球超过3000万人，但其病因尚不清楚。最近的研究转向了肠道，探索其在阿尔茨海默病进展中的潜在作用。一项发表在《科学进展》（Science Advances）上的研究中，来自意大利和法国的研究团队使用先进的成像技术，探索了脑肠轴，并在三种不同的阿尔茨海默病小鼠模型中发现了显著的肠道变化，揭示了该疾病的复杂性质。
阿尔茨海默病是导致痴呆的主要原因，特征是认知功能下降和脑部退化。尽管进行了广泛的研究，其确切原因仍然不明，目前的治疗方法只能提供有限的缓解。最近的研究强调了脑肠轴——连接肠道健康和脑功能的通信路径——可能是阿尔茨海默病的一个潜在贡献者。肠道微生物群在维持整体健康方面起着关键作用，并与认知功能有关。虽然过去的研究表明，肠道菌群失衡可能影响阿尔茨海默病的进展，但这项研究集中在肠道的结构和细胞变化，而不是微生物组成。证据还表明，肠道微生物群的紊乱可能促进炎症，并使有害细菌进入大脑。此外，在阿尔茨海默病患者和动物模型中观察到肠道形态的变化，表明肠道健康与神经退行性疾病之间可能存在联系。
研究方法
为了理解肠道微生物群与大脑之间的相互作用，可能为阿尔茨海默病的早期诊断和创新治疗开辟新途径，本研究使用了先进的成像技术，特别是微米和纳米三维X射线相位对比断层扫描（XPCT），这是一种能够在高分辨率下进行非侵入性结构可视化的突破性成像方法。研究团队检查了三种不同的阿尔茨海默病小鼠模型的肠道：APP/PS1 和 APP23 小鼠，这些小鼠携带与家族性阿尔茨海默病相关的遗传突变，以及 SAMP8 模型，模拟散发性、与年龄相关的神经退行性疾病。这些模型与健康对照组进行了比较。选择了回肠（小肠的一部分），因为此前观察到它在阿尔茨海默病病理中的参与。
XPCT 方法允许进行非侵入性的高分辨率三维成像，无需组织染色或切片，揭示了肠道结构的详细细节。不同的分辨率用于捕捉从细胞到整个器官水平的详细解剖结构。此外，成像过程涉及捕获数千个投影，然后重建为3D体积进行分析。这种方法使得可以可视化诸如绒毛、隐窝和各种细胞类型（包括潘氏细胞和杯状细胞）等肠道特征。
此外，这项研究是首次使用XPCT来识别阿尔茨海默病模型中细胞变化的研究之一，特别是首次在阿尔茨海默病研究中使用纳米XPCT可视化了参与组织修复的特化细胞——间质细胞（telocytes）。XPCT 还允许识别肠神经系统成分，如肌间神经丛和黏膜下神经丛。此外，研究提供了关于阿尔茨海默病免疫反应的新见解，通过检查派尔集合淋巴结和孤立淋巴滤泡，这些是与免疫监视相关的肠道相关淋巴组织。
研究结果
研究发现，阿尔茨海默病与肠道的显著结构变化有关。高级成像揭示了绒毛和隐窝的变化，这些结构对于营养吸收和免疫反应至关重要。在阿尔茨海默病的小鼠模型中，绒毛显得更长，隐窝更深，表明肠道结构紊乱。此外，肠上皮屏障显著变薄，研究人员认为这可能会损害肠道的保护功能并增加通透性。
此外，潘氏细胞和杯状细胞的数量也发生了显著变化，这些细胞在免疫防御和黏液分泌中起重要作用。发现这些细胞数量增加，黏液释放增强，表明肠道存在炎症反应。这些发现与之前的观察一致，即阿尔茨海默病中的肠道功能障碍可能涉及炎症成分。
研究还发现了肠神经系统的变化，神经元结构的改变可能影响肠道运动和向大脑的信号传递。此外，间质细胞的形态和数量发生变化，表明肠道修复机制受损。此外，研究还发现派尔集合淋巴结和孤立淋巴滤泡发生了显著变化，这对肠道免疫监测至关重要，表明阿尔茨海默病可能引发肠道内的免疫反应增强。
结论
总体而言，研究表明，阿尔茨海默病不仅影响大脑，还影响肠道的结构完整性和免疫功能。这项研究强调了肠道变化与阿尔茨海默病之间的潜在联系以及肠道健康在神经退行性疾病中的重要性。通过揭示肠道结构变化和免疫反应，研究人员建议这些变化可能成为阿尔茨海默病的早期生物标志物。了解这些脑肠相互作用可能会带来旨在减缓阿尔茨海默病进展的创新治疗方法，进一步强调了综合方法在应对复杂神经系统疾病中的重要性。
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