研究人员发现,肠道细菌产生的有毒糖类会触发免疫攻击,损害ALS和痴呆症患者的脑部。针对这些糖类可能打开全新治疗方法的大门——甚至减缓疾病进展。
凯斯西储大学的研究人员发现了一项可能重塑医生应对两种最具破坏性脑部疾病方式的发现。他们的研究指向了疾病进展中一个意想不到的参与者:肠道细菌。
研究团队确定了消化系统中的微生物与肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆(FTD)中观察到的脑损伤之间存在明确联系。他们发现,某些细菌糖类会触发杀死脑细胞的免疫反应,更重要的是,他们还找到了阻止这一过程的方法。
ALS和FTD如何影响大脑
FTD主要影响大脑的额叶和颞叶区域,导致性格、行为和语言发生变化。而ALS则针对运动神经元,引起进行性肌肉无力,最终导致瘫痪。
这两种疾病的潜在原因尚未完全了解。科学家们已经探索了一系列可能的因素,包括遗传、环境暴露、脑损伤和饮食。
解释疾病风险的肠-脑机制
发表在《细胞报告》上的这项研究有助于回答一个长期存在的问题:为什么有些人会患上这些疾病而其他人不会。研究人员发现了一条将肠道活动与脑损伤联系起来的分子通路,特别是在具有某些基因突变的人群中。
"我们发现有害的肠道细菌会产生炎症性糖原(一种糖类),而这些细菌糖类会触发损害大脑的免疫反应,"凯斯西储大学医学院病理学系助理教授Aaron Burberry表示。
在研究的23名ALS/FTD患者中,70%的患者这种有害糖原水平升高。相比之下,没有这些疾病的个体中只有约三分之一显示出类似水平。
新的治疗靶点和患者的希望
"这些发现可能具有直接的临床相关性。通过确定有害肠道糖类是疾病的驱动因素,研究人员现在有了新的治疗靶点。该研究还强调了潜在的生物标志物,可以帮助医生识别可能从肠道靶向疗法中受益的患者。"
这些结果为旨在分解消化系统中这些破坏性糖类的新治疗方法打开了大门。它们还支持开发针对肠道与大脑连接的药物,为减缓或预防疾病进展带来希望。
医学院消化健康研究所助理教授Alex Rodriguez-Palacios表示,研究团队能够在实验中减少这些有害糖类,这"改善了脑部健康并延长了寿命。"
为何部分基因携带者会发病
这一发现对于携带C90RF72突变的人尤为重要,这是ALS和FTD最常见的遗传原因。并非所有携带此突变的人都会发病,这项研究有助于解释原因。
研究结果表明,肠道细菌充当环境触发因素,影响遗传风险个体是否发病。
独特的研究方法促成了这一突破
这项研究得益于大学病理学系和消化健康研究所的先进实验室方法。科学家使用了无菌小鼠模型,这些小鼠在完全无菌的环境中饲养,没有任何细菌。这种方法使研究人员能够分离特定微生物对疾病的影响。
该计划由消化健康研究所主任、杰出大学教授Fabio Cominelli领导。它依赖于Rodriguez-Palacios开发的创新"笼中笼"无菌饲养系统,这是一种罕见的能力,使这项工作成为可能。
这种设置允许对微生物组进行大规模研究,使调查肠道和大脑如何交流成为可能。传统方法通常限制研究人员一次只能研究少量动物。
下一步和潜在的临床试验
Burberry表示:"为了了解有害微生物糖原何时以及为何产生,团队下一步将进行更大规模的研究,调查ALS/FTD患者在发病前后肠道微生物组群落。我们的研究结果还支持进行临床试验,以确定ALS/FTD患者中糖原降解是否能减缓疾病进展,这些试验可能在一年内开始。"
故事来源:
凯斯西储大学提供的材料。注:内容可能为适应风格和长度而编辑。
期刊参考:
Blake McCourt, Katelyn Lemr, Shinjon Chakrabarti, Elizabeth Woidke, Sara Ramaiah, Vaidhvi Singh, Naseer Sangwan, J. Mark Brown, Fabio Cominelli, Alex Rodriguez-Palacios, Aaron Burberry. C9orf72 in myeloid cells prevents an inflammatory response to microbial glycogen. 《细胞报告》,2026; 45 (2): 116906 DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116906
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