肠道微生物组影响渐冻人(ALS)的预后肠道微生物组影响渐冻人(ALS)的预后

哈佛大学的科学家们在神经退行性疾病肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)中发现了一种新的内脏与大脑的联系。研究人员发现，在患有常见ALS基因突变的小鼠中，使用抗生素或粪便移植改变肠道微生物组可以预防或改善疾病症状。

这项研究发表在《自然》杂志上，为为什么只有携带突变基因的个体才会患上肌萎缩性脊髓侧索硬化症提供了一种可能的解释。他们还指出了一种基于微生物群的可能的治疗方法。

“我们的研究集中在ALS患者最常见的突变基因上。哈佛大学干细胞和再生生物学教授Kevin Eggan说:“我们有一个惊人的发现，同样的老鼠模型——具有相同的基因——在我们不同的实验室设施中有着本质上不同的健康结果。”“我们追踪了这些小鼠不同肠道微生物群落的不同结果，现在有了一个有趣的假设，解释了为什么有些携带这种突变的个体会患上肌萎缩性脊髓侧索硬化症，而有些则不会。”

不同的设施，不同的结果

研究人员最初是在哈佛大学的实验室里通过建立小鼠模型来研究肌萎缩性侧索硬化症的基因突变。这些小鼠的免疫反应过于活跃，包括神经系统和身体其他部位的炎症，导致寿命缩短。

为了进行更详细的实验，研究人员还在布罗德研究所(Broad Institute)的实验室设施中开发了小鼠模型，艾根是斯坦利精神病学研究中心(Stanley Center for Psychiatric Research)干细胞生物学主任。出乎意料的是，尽管这些老鼠有相同的基因突变，它们的健康结果却截然不同。

“我们在哈佛大学研究中心的小鼠身上一直反复观察到的许多炎症特征，在布罗德研究中心的小鼠身上并不存在。更引人注目的是，布罗德实验室的老鼠活到了老年，”艾格恩实验室的博士后研究员、该研究的主要作者亚伦·巴宝莉说。“这些观察激发了我们的努力，让我们了解这两种不同的环境可能会导致这些不同的结果。”

寻找肠道微生物群

为了寻找小鼠之间的环境差异，研究人员对肠道微生物进行了研究。通过DNA测序来识别肠道细菌，研究人员发现了特定的微生物，它们存在于哈佛实验小鼠中，而在远大实验小鼠中却不存在，尽管实验条件在不同实验小鼠之间是标准化的。

巴宝莉说:“在这一点上，我们联系了更广泛的科学界，因为许多不同的小组研究了相同的基因小鼠模型，并观察到了不同的结果。”“我们从不同的实验室收集了微生物样本，并对它们进行了测序。在相隔数百英里的研究机构，非常相似的肠道微生物与这些老鼠的疾病程度相关。”

然后，研究人员测试了改变微生物组的方法，并改善了哈佛大学实验小鼠的结果。通过用抗生素或布罗德设施小鼠粪便移植治疗哈佛设施小鼠，研究人员成功地减少了炎症。

肠脑连接

通过研究肌萎缩性侧索硬化症的遗传和环境因素之间的联系，研究人员发现了一个重要的内脏-大脑联系。肠道微生物群可能会影响疾病的严重程度——携带基因突变的个体是否会发展为肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)、与之相关的额颞叶痴呆或完全没有症状——并且可能成为治疗的潜在目标。

“我们的研究为肌萎缩性脊髓侧索硬化症的机制提供了新的见解，包括最常见的肌萎缩性脊髓侧索硬化症基因突变如何导致神经炎症，”Eggan说。内脏-大脑轴与一系列神经系统疾病有关，包括帕金森氏症和阿兹海默症。我们的研究结果增加了这种联系的重要性。”

这项研究得到了布罗德研究所的默金基金、塔吉特肌萎缩性脊髓侧索硬化症、美国国立卫生研究院、UCB和哈佛干细胞研究所的支持。

新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.harvard.edu/gazette/story/2020/05/harvard-scientists-identify-gut-brain-connection-in-als/