研究发现常见的脑部疾病和肠道微生物之间的关系

本周发表在《科学》杂志上的一项新研究表明，肠道微生物群中的细菌推动了大脑海绵样畸形(CCMs)的形成，即大脑中扩张的薄壁血管簇，可导致中风和癫痫发作自然来自宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员。由心血管医学教授Mark Kahn博士领导的研究小组表明，改变CCM患者体内的微生物群可能是治疗这种脑血管疾病的有效方法。CCM疾病的发病率约为1 / 100至200，可以两种形式出现。一种是散发性的，占80%的病例，在老年人中最常见。剩下的20%是家族性遗传病例。

2016年，Kahn实验室发现了内皮细胞形成ccm的分子机制。在当前的自然研究人员发现，这种分子途径可以被细菌分子脂多糖(LPS)的受体TLR4激活。LPS对脑内皮细胞TLR4的激活极大地加速了CCM的形成。相反，如果TLR4从内皮细胞从基因上来说，或者如果小鼠接受了阻断TLR4功能的药物治疗，CCM的形成就会被阻止。

由于TLR4主要对革兰氏阴性细菌的LPS做出反应，Kahn实验室的医学博士学生Alan Tang提出了来自动物肠道的细菌微生物组可以驱动CCM的形成。为了验证这一理论，他在无菌条件下(通过PennCHOP微生物组项目核心设施与费城儿童医院合作)或用抗生素治疗以减少肠道细菌数量的小鼠中检测了CCM的形成。在这两种情况下，CCM的形成显著减少，表明细菌在CCM疾病的病理中起着关键作用。

研究小组接下来寻找细菌LPS-TLR4信号通路可能也支持人类患者CCM形成的证据。他们与新墨西哥大学(UNM)和加州大学旧金山分校(UCSF)的研究人员合作，研究了数百名携带相同CCM基因突变但表现出广泛变化的病程的患者。

卡恩说:“其中一些患者在两岁时就经历了严重的中风，而其他患者在一生中没有任何症状。”“是什么让这种疾病的结果如此多变?”

与来自新墨西哥大学和加州大学旧金山分校的团队合作，他们发现提高TLR4产生量的基因变异与更高数量的CCM病变相关，这表明在小鼠中识别的LPS-TLR4信号的关键作用也存在于人类中。

这些研究发现了一种意想不到的，直接的联系在微生物群和共同脑血管疾病。“这表明，可以用阻断TLR4信号传导或改变微生物组的治疗方法来治疗这种疾病疾病,”卡恩说。

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