脑缺血(如中风)不仅会损伤脑组织,还常常导致记忆力下降、注意力不集中等认知问题。近年来科学家发现,肠道和大脑之间有一条“肠–脑轴”,肠道里的细菌能通过代谢物影响大脑健康。
基于此,华中科技大学同济医学院附属同济医院张华楸研究团队在《Cell Host & Microbe》杂志发表了“Lactobacillus acidophilus promotes cognitive function recovery via regulating microglial peroxisomal function in cerebral ischemia”揭示了嗜酸乳杆菌通过调节小胶质细胞过氧化物酶体功能促进脑缺血后认知功能恢复。
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作者的宏基因组学研究发现,脑缺血患者认知下降与肠道中低丰度乳杆菌(尤其是嗜酸乳杆菌)相关。在小鼠脑缺血模型中,补充嗜酸乳杆菌可显著改善神经功能,其机制依赖于增强肠道对亚油酸(LinA)。该脂肪酸激活小胶质细胞中的过氧化物酶体,一方面清除活性氧(ROS),另一方面通过β-氧化引发表观遗传重编程,促使小胶质细胞转向抗炎状态。当饮食缺乏亚油酸、小胶质细胞被清除或过氧化物酶体功能受损时,嗜酸乳杆菌的保护作用消失。更重要的是,一项注册临床试验证实,嗜酸乳杆菌可改善缺血患者的认知功能和脑血流量。该研究揭示了“嗜酸乳杆菌–亚油酸–小胶质细胞过氧化物酶体”轴,为靶向肠道菌群治疗脑缺血提供了新策略。
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图一 嗜酸乳杆菌补充剂改善脑缺血小鼠模型的认知功能
研究发现,脑缺血患者认知功能下降与肠道中乳杆菌(尤其是嗜酸乳杆菌)减少密切相关。通过粪便宏基因组分析,认知受损者体内多种乳杆菌显著降低;在小鼠实验中,提前30天补充嗜酸乳杆菌(菌株JYLA-191)可明显缩小脑梗死面积、改善运动(旷场实验,)和认知功能。
进一步验证表明:
粪菌移植来自嗜酸乳杆菌处理的小鼠能传递神经保护作用;
用万古霉素等抗生素清除革兰氏阳性菌(如乳杆菌)则完全消除该保护效果;
嗜酸乳杆菌需长期定植(约30天)才能达到最佳效果,并在慢性脑缺血模型中同样有效。
这些结果证实,嗜酸乳杆菌本身具有直接且可转移的神经保护作用,支持其作为预防或辅助治疗脑缺血相关认知障碍的潜在益生菌策略。
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图二 嗜酸乳杆菌治疗促进脑缺血后亚油酸的吸收和代谢
作者发现,嗜酸乳杆菌的神经保护作用主要通过增强肠道对亚油酸。
非靶向代谢组学显示,嗜酸乳杆菌显著提升脑缺血小鼠肠道、血浆及脑组织中多种脂肪酸水平,其中亚油酸(一种必需多不饱和脂肪酸)在血浆和脑中丰度远超其他脂肪酸(数十至数百倍),提示其关键作用。
进一步实验证实:去除饮食中的亚油酸,嗜酸乳杆菌的保护作用完全消失;
静脉注射亚油酸可模拟嗜酸乳杆菌的疗效,但口服无效,说明其作用依赖于嗜酸乳杆菌促进肠道吸收;使用碳13标记的亚油酸追踪发现,嗜酸乳杆菌治疗小鼠的血浆和脑组织中标记亚油酸显著更高,直接证明其增强外源性亚油酸入血并进入大脑的能力。
综上,嗜酸乳杆菌并非直接产亚油酸,而是通过改善其肠道吸收,提升循环和脑内亚油酸水平,从而介导神经保护。
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图三 嗜酸乳杆菌介导的亚油酸吸收增强以缓解缺血性脑损伤
作者通过RNA测序发现,嗜酸乳杆菌治疗显著抑制脑缺血小鼠梗死周边区域的炎症与缺氧相关通路(如TNF、NF-κB、HIF-1),同时富集过氧化物酶体相关脂肪酸代谢通路。进一步实验证实:
嗜酸乳杆菌显著增加小胶质细胞中过氧化物酶体数量(透射电镜、免疫荧光、流式及蛋白分析);
这一效应依赖于其提升的亚油酸吸收,补充亚油酸增强过氧化物酶体增殖,缺乏则逆转;
清除小胶质细胞(氯膦酸盐脂质体)或敲低其过氧化物酶体关键蛋白Pex14,均完全消除嗜酸乳杆菌的神经保护作用;
外源性亚油酸或过氧化物酶体激活剂罗格列酮的疗效,同样依赖小胶质细胞及其过氧化物酶体功能。
嗜酸乳杆菌通过增强亚油酸吸收,激活小胶质细胞过氧化物酶体,抑制神经炎症,实现神经保护。
总结
尽管存在人群代表性与干预时机等局限,本研究通过临床与实验证据表明:嗜酸乳杆菌通过增强亚油酸吸收,激活小胶质细胞过氧化物酶体,抑制神经炎症,从而促进脑缺血后的认知恢复,为靶向“肠–脑轴”的神经保护治疗提供了新策略。
文章来源
https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.07.018
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