编辑评论：调节肠道微生物群以减轻应激引起的机能变化
Ruoting Yang*，Rasha Hammamieh
- 美国马里兰州银泉市沃尔特·里德陆军研究所
研究专题编辑评论
调节肠道微生物群以减轻应激引起的机能变化
肠脑轴与应激
肠脑轴是一个复杂的双向信号网络，涉及中枢神经系统、自主神经系统和肠神经系统，以及内分泌、免疫和代谢介质。其平衡对健康至关重要。应激被定义为一种稳态受到威胁的状态，会激活下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴，导致在慢性暴露期间糖皮质激素(如皮质醇)持续升高。内分泌信号的环境扰动也可能导致微生物变化；例如，光照周期改变会降低褪黑激素水平，并重塑肉鸡的盲肠微生物群和胸肌炎症[Yu et al.]。
胃肠道(GI)是这些应激激素的主要靶点。临床前和临床研究表明，这些激素可以显著改变肠道微生物群的组成和功能，将应激引起的生理变化直接与焦虑、抑郁和肠易激综合征(IBS)等疾病联系起来。在本研究专题中，这一主题在劳力性中暑模型[Xuan et al.]、创伤性脑损伤[Rusling et al.]以及伴有认知衰退的慢性应激诱导肥胖[Liu et al.]中都有体现。
应激诱导的菌群失调及其后果
HPA轴激活会释放信号分子(如CRF和糖皮质激素)，这些分子直接改变肠道运动、分泌和内脏敏感性。这些改变调节了共生微生物的生长条件，有利于某些分类群，导致菌群失调。
或许最严重的后果——也是研究最多的——是肠道屏障功能的损害。紧密连接蛋白表达减少导致肠道通透性增加，即"肠漏症"。这使得微生物成分，特别是脂多糖(LPS)，能够从肠腔转移到血液中。这会触发促炎级联反应。由于这些循环细胞因子可以穿过血脑屏障，它们直接参与促进神经炎症，进而导致情绪和认知障碍。
微生物群的机制作用
肠道微生物通过几个相互关联的途径影响大脑和行为；然而，值得思考的是，其中哪些真正具有重要意义。许多注意力集中在神经活性代谢物的产生上。例如，某些乳酸杆菌(Lactobacillus)可以产生γ-氨基丁酸(GABA)，一些梭菌(Clostridium)可以刺激血清素(5-HT)合成。然而，这种微生物GABA或5-HT是否显著影响中枢神经递质库，而不仅仅是在肠道局部起作用，仍然是激烈争论的话题。
一个更稳健的途径似乎是通过短链脂肪酸(SCFAs)，特别是丁酸盐(butyrate)，这是由膳食纤维的微生物发酵产生的。丁酸盐非常有趣，因为它作为组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂发挥作用。这不仅仅是一个生化奇观；这意味着丁酸盐可以通过表观遗传方式调节结肠细胞和免疫细胞中的基因转录，从而直接减少炎症。丁酸盐似乎对肠道和血脑屏障的完整性也至关重要。对SCFA相关途径的兴趣也反映在脊髓损伤中假定SCFA产生菌的临床荟萃分析中[Zhong et al.]。
此外，迷走神经充当直接的非激素通信高速公路。微生物代谢物可以刺激其传入通路，将信号直接发送到脑干。这一途径很有说服力，但在人类中研究起来非常困难，留下了许多关于其相对重要性的问题未解答。
以微生物群为靶点的干预措施
显然，这些机制数据的激增导致了"精神益生菌"(psychobiotic)干预措施的繁荣。益生菌(活微生物)是最直接的例子，它们的声誉常常超过了实证数据。尽管如此，在一些临床试验中，特定菌株的乳酸杆菌(如瑞士乳杆菌L. helveticus)和双歧杆菌(如长双歧杆菌B. longum)在减轻心理困扰方面显示出前景。与此一致，益生菌补充已防止大鼠空间学习受损并增强了环境丰富的效果[Flynn et al.]。除了经典的精神益生菌外，本研究专题中的几项研究评估了营养和饲料方法，这些方法重塑了动物模型中的微生物群落和宿主生理学[Jiang et al., Li et al., Yang et al.]。
益生元(如FOS/GOS)提供了一种更微妙的方法，通过喂养我们已有的有益细菌来增强内源性SCFA产生。当然，所有这些都归结于饮食。高纤维和发酵食品饮食支持多样化的生态系统，而典型的西式饮食，经过加工且高脂肪，似乎几乎是为了促进菌群失调而设计的。饮食组成本身可以改变应激反应；例如，ω-6富集改变了急性创伤性心理应激和爆炸性创伤性脑损伤(TBI)啮齿动物模型中的微生物组动态和生理结果[3]。
挑战与未来方向
尽管这些结果很有希望，但该领域仍面临重大障碍。微生物群组成的高度个体间变异性意味着"一刀切"的益生菌不太可能对每个人都有效。此外，试验结果差异很大，益生菌如何发挥作用(或失效)的机制知之甚少。在我们看来，该领域迫切需要超越简单的相关性研究。我们需要纵向、多组学研究来建立因果联系。简而言之，进展将取决于开发个性化方法，将干预措施量身定制到个体独特的微生物和生理特征。本研究专题的贡献也指向分层和可控性。例如，基线肠道微生物群特征预测了白血病患者化疗诱导的中性粒细胞减少症持续时间[Huang et al.]，而概念和实验工作则主张宿主可控制的健康微生物组，以及用于测试机制的可操作的多菌株模型系统[Bouchez et al., Maloney et al.]。
结论
总之，肠道微生物群无疑是宿主应激反应的关键调节器。其破坏是慢性应激生理和心理后遗症的直接促成因素。因此，调节微生物群是一种有吸引力的治疗策略。尽管在个性化方面仍存在重大挑战，但对这些机制的持续研究为应激相关疾病的新型治疗方法带来了巨大潜力。
作者贡献
RY：撰写原始草稿。RH：撰写原始草稿，撰写审阅与编辑。
利益冲突
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关键词：肠脑轴，微生物组，微生物群调节，应激病理生理学，应激治疗
引用：Yang R and Hammamieh R (2026) 编辑评论：调节肠道微生物群以减轻应激引起的机能变化。Front. Microbiomes 4:1731851. doi: 10.3389/frmbi.2025.1731851
收到日期：2025年10月24日；接受日期：2025年12月29日；修订日期：2025年12月23日；
发表日期：2026年01月20日。
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