研究进展 | 脑肠轴与阿尔茨海默的健康关系探讨

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“脑肠轴”（Gut-Brain Axis）指的是大脑与肠道之间双向交流的网络。这种交流通过神经系统、免疫系统和激素系统进行，确保大脑与肠道之间的信息传递顺畅。简单来说，脑肠轴就像一条信息高速公路，大脑和肠道通过这条“高速公路”进行沟通。

研究成果分享

肠脑轴和阿尔茨海默病:治疗干预和策略

摘要：肠道微生物对大脑的影响和肠-脑通讯机制是过去几十年来的热门研究课题。"肠-脑轴" (GBA)一词的演变是为了说明肠道和肠道微生物群如何与大脑进行交流。肠-脑轴是神经、内分泌、免疫和代谢途径的相互作用，有助于维持大脑的稳态。一些小组报道，肠道菌群失调与阿尔茨海默病(AD)期间的神经炎症、淀粉样蛋白β的聚集和氧化应激的增加显著相关。了解肠道微生物如何影响大脑功能的确切机制可能有助于开发AD的新的治疗方法。这篇综述强调了肠道微生物在AD发病机制中的作用，益生菌胞外多糖作为治疗分子的潜在益处，以及益生菌胞外多糖(EPS)作为治疗AD的希望之光的潜在益处。

结论：肠道微生物群的失调可以影响各种神经过程，包括小胶质细胞的刺激和激活、神经发生过程、BBB的通透性和升高的氧化应激。最近的证据表明，AD中肠道菌群失调与神经炎症和β淀粉样蛋白聚集有关。动物模型研究表明，恢复肠道微生物群可缓解AD症状。因此，作为肠道微生物群及其次级代谢产物的组成部分的益生菌，需要评估其对AD的治疗作用。寻找新的治疗策略仍在研究中。GV-971的发现为从微生物中发现治疗AD的新型药物开辟了新的领域。在此背景下，益生菌产生的胞外多糖可能成为管理和治疗AD的下一个选择。

Reference:

SINGH H, CHOPRA C, SINGH H, et al., Gut-brain axis and Alzheimer’s disease: therapeutic interventions and strategies[J]. J. Functional Foods, 2024, 112: 105915. https://doi.org/10.1016/j.jff.2023.105915.

短链脂肪酸:抗AD肠脑轴的重要成分

摘要：阿尔茨海默病(AD)是一组神经退行性疾病，可导致脑内某些蛋白质的沉积，引起脑细胞的变性和死亡。AD患者主要表现为认知功能下降、精神症状和行为障碍。短链脂肪酸(SCFAs)是肠道微生物通过摄入的膳食纤维发酵产生的一类饱和脂肪酸(SFAs)。SCFAs作为信号传导的重要介质，可通过肠-脑轴在大脑中发挥不同的生理和病理作用，并通过多种途径对AD发挥积极作用。首先，本文阐述了人和小鼠AD病例中SCFAs和微生物变化的差异。然后总结了3 种主要SCFAs治疗AD的作用机制，以及肠道菌群的差异。最后，阐明了SCFAs在调节肠道菌群稳态、调节免疫系统和代谢系统等方面的功能，这些功能被认为有利于AD的治疗，并指出了肠道细菌和SCFAs的关键作用。总之，本文对SCFAs和肠道细菌在AD中的作用进行了概述，可以帮助人们了解肠-脑轴在AD中的重要性。

结论：AD是一种神经退行性疾病，以细胞外大量Aβ斑块形成、神经元内过度磷酸化的tau蛋白纤维缠结、神经胶质细胞增生和神经元丢失等神经病理特征为特征。SCFAs是肠道微生物群的主要代谢产物之一，在病理生理过程中发挥重要作用。生物学功能主要通过与激活下游信号通路的细胞膜受体结合或直接进入细胞调节组蛋白去乙酰化，从而影响生理功能来实现。

人体肠道菌群产生多种SCFAs，包括AA、PA、BA，以酸或盐的形式存在于结肠中。这些SCFAs为结肠细胞提供能量，调节食欲，影响肥胖和胰岛素抵抗等功能。SCFAs的产量因菌株而异，一些菌株产生较高含量的AA、PA或BA，这决定了它们的初级脂肪酸产量。

SCFAs在调节肠道菌群稳态、调节免疫系统和代谢系统中发挥着重要作用。然而，需要注意的是，每种SCFA的生理功能并不完全相同。AA对能量代谢、神经调节和肠道稳态尤为重要，而AA与胰岛素抵抗的关系尚不明确。另一方面，PA在炎症反应、改善胰岛素抵抗、维持肠道屏障功能等方面发挥着至关重要的作用。同时需要注意的是，PA在高浓度存在时，会产生一些不利的影响。另一方面，BA已被证明对人体健康具有多种积极作用，如抗炎特性、调节能量代谢和食欲、调节神经系统活性、改善胰岛素抵抗等。

本研究发现AD患者肠道菌群丰度和SCFAs浓度发生改变。肠道菌群通过产生SCFAs、维持肠道稳态、降低Aβ水平、抑制tau磷酸化、改善胰岛素抵抗、抑制神经炎症等途径改善AD等神经系统疾病。这些发现为治疗或延缓AD的发病机制提供了新的思路。

Reference:

HUANG Y, WANG Y F, MIAO J, et al., Short-chain fatty acids: important components of the gut-brain axis against AD[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2024, 175: 116601. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2024.116601.

从微生物群-肠道-脑轴的新观点看阿尔茨海默病胆汁酸的分子机制和治疗策略

摘要：阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是一种以神经元外β-淀粉样蛋白和神经元内Tau蛋白聚集为特征的神经退行性疾病。AD涉及多种病理机制，包括脑胰岛素抵抗、神经炎症和肾上腺皮质激素的内分泌失调。这些因素共同促进了神经元的损伤和破坏。最近，胆汁酸(bile acids，BAs)作为胆固醇的代谢产物，通过靶向上述病理改变，显示出对AD的神经保护潜力。BAs可以进入体循环并穿过血脑屏障，随后通过靶向几种内源性受体发挥神经保护作用。此外，BAs与微生物-肠-脑(MGB)轴相互作用，以改善AD发作期间的免疫和神经内分泌功能。肠道微生物通过参与胆汁酸的生物转化，影响脑中的胆汁酸信号。在这篇综述中，作者总结了BAs在AD中的作用和分子机制，同时考虑了MGB轴，并提出了预防AD发病和进展的新策略。

结论：在这篇综述中，作者阐述了与BAs相关的AD的发病机制，包括Aβ假说、胰岛素抵抗、神经炎症、应激反应、HPA轴和BA-MGB轴，同时也提出了AD的新的治疗靶点。尽管在肠和肝组织中对BA依赖的信号传导进行了广泛的研究，但对大脑的研究仍主要停留在临床前阶段。目前的研究主要集中在改善AD患者或实验模型的结果，而不是明确阐明其潜在的分子机制。值得注意的是，AMX0035 (苯丁酸钠和牛磺熊果二醇)治疗AD的二期临床试验的临床数据显示了AD关键生物标志物的变化。药物向中枢神经系统的递送非常复杂，BA-MGB轴的提出为药物递送机制提供了新的视角。因此，通过后生素、益生菌、益生元、中药、BA制剂等调节人体内BA-MGB轴，有利于防治AD。然而，这些干预措施在AD中的实际疗效还需要进一步的临床研究。

Reference:

WU M L, CHENG Y Y, ZHANG R L, et al., Molecular mechanism and therapeutic strategy of bile acids in Alzheimer’s disease from the emerging perspective of the microbiota–gut–brain axis[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2024, 178: 117228. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2024.117228.

调节阿尔茨海默病中的神经炎症：植物化学物质通过肠-脑轴的保护作用

摘要：阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是一种进行性的神经退行性疾病，以认知功能下降为特征，主要影响记忆和逻辑思维，归因于脑内淀粉样β蛋白斑块和tau蛋白缠结，导致神经元丢失和脑萎缩。神经炎症是AD的标志性特征，涉及对病理改变的小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，可能会加剧神经元的损伤。肠-脑轴是胃肠道和中枢神经系统之间的双向通信通路，对维持大脑健康至关重要。植物化学物质，从植物中发现的具有抗氧化和抗炎特性的天然化合物，如黄酮类化合物、姜黄素、白藜芦醇和槲皮素等，已成为该轴的潜在调节剂，提示其对AD的预防作用。植物化学物质的摄入影响肠道微生物组成及其代谢产物，从而影响大脑中的神经炎症和氧化应激。食用富含植物化学物的食物可能会促进健康的肠道微生物群，从而促进抗炎和神经保护物质的产生。植物化学物质的早期膳食摄入为调节肠-脑轴提供了一种非侵入性的策略，并可能降低AD的风险或延缓其发病。通过植物化学物质摄入来探索以肠-脑轴为靶点的干预措施，为开发预防或治疗AD起始和进展的策略提供了一条有前途的途径。

结论：肠道微生物群在人类健康中起着至关重要的作用，影响着消化和免疫功能等各个方面。在神经炎症介导的AD中，肠道微生物组成向有害细菌的转变可能会对疾病产生双向影响。植物化学物质可以对抗氧化应激和炎症，有助于保护神经元的功能和完整性，从而延缓AD的进展。此外，植物化学物还可以通过促进有益菌的生长和抑制有害菌株来对肠道菌群产生积极影响。植物化学物质与肠道微生物之间的关系是复杂的，会受到个体微生物组成、饮食模式和整体健康等因素的影响。值得注意的是，膳食植物化学物质作为益生元和后生元协同作用，以支持平衡的肠道微生物群，从而改善肠道健康和降低神经退行性疾病的风险。

寻找AD确切治愈方法的挑战突出了对其病因、早期检测方法和治疗方法进行持续研究的重要性。个性化医疗、营养策略、生物标志物鉴定和理解GBA的作用的进展，以及可靠的神经炎症生物标志物的发现，对于开发有效的干预措施以对抗AD至关重要。

Reference:

KIM Y S, LIM J K, OH J S, et al., Taming neuroinflammation in Alzheimer’s disease: the protective role of phytochemicals through the gut− brain axis[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2024, 178: 117277. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2024.117277.

翻译/撰写：南伊（实习）

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片来源：图虫创意

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