《Science》阿茲海默與腸道關聯再一項! 美首證「腸道菌影響大腦tau蛋白堆積」

日期2023-01-13
《Sciences》阿茲海默與腸道關聯再一項! 美首證「腸道菌影響大腦tau蛋白堆積」 (圖片來源:網路)

近(13)日,美國華盛頓大學聖路易斯分校(WUSTL)的科學家,在小鼠實驗中發現,若改變小鼠的腸道菌相,其腦中與阿茲海默症相關的「tau蛋白」量也會跟著改變,該研究為目前少有針對「腸道微生物對tau蛋白影響」的研究。該研究發表於頂尖期刊《Sciences》。

該研究團隊透過基因改造,讓小鼠能表現人類的tau蛋白,tau蛋白在小鼠9個月時,會因為不正常堆積而造成神經損傷和大腦萎縮;此外,這些小鼠也帶有人類的APOE基因變異,即人類阿茲海默症的主要遺傳風險因子。

他們將該種小鼠自出生起,就在無菌條件下飼養,使其腸道也成無菌狀態,他們發現如此培養的小鼠,40週齡時腦部的損傷也會比正常小鼠大腦少得多。

該團隊也透過讓該種小鼠在正常、非無菌條件下飼養,使其發育出正常的腸道菌;接著,在小鼠2週齡時,給予抗生素治療,小鼠腸道菌相因此永久改變。結果發現,經抗生素處理的雄性小鼠,40週齡時腦損傷情況明顯減少。

研究人員表示,這項改變腸道菌相引起的保護作用,在帶有APOE3變異的雄性小鼠中,比在帶有APOE4變異的雄性小鼠中更為明顯,這可能是因為風險較高的APOE4,其對動物體的毒性抵消了部分保護作用。

編按:人類研究中顯示,帶有一組APOE4變異的人,罹患阿茲海默症的可能性是帶有APOE3變異者的3~4倍。

此外,對雌性小鼠而言,抗生素治療對其神經損傷沒有顯著影響。

對於這項性別間的差異,領導該研究的WUSTL醫學院阿茲海默症研究中心副主任David M. Holtzman表示,雖然目前仍難解釋這項阿茲海默症的雄/雌性差異原因為何,但過去在腦腫瘤、大腦發育等相關研究中,科學家已發現男性和女性大腦中的免疫細胞,對刺激的反應相當不同,因此本次腸道菌相研究的性別差異,並不讓他們感到意外。

該團隊進一步實驗還發現,對於某些以「短鏈脂肪酸」為代謝產物的腸道菌,其在經抗生素治療後會相當稀少,在無腸道菌的小鼠中更是完全檢測不到。

當沒有微生物的中年老鼠被餵食這些特定的短鏈脂肪酸時,其大腦免疫細胞會變得更加活躍,並出現更多與tau蛋白相關的損傷。

研究團隊表示,這些短鏈脂肪酸似乎會經由活化血液中的免疫細胞,來引發神經退化機制,此外其也會透過活化大腦中的免疫細胞,造成腦組織損傷。

研究人員指出,這項研究對「微生物體如何影響tau蛋白相關神經病變」提供了重要見解,並顯示透過改變腸道菌相,可能會影響神經退化性疾病的發生或惡化。

參考資料:

1. https://www.science.org/doi/10.1126/science.add1236

2. https://www.news-medical.net/news/20230112/Reshaping-the-gut-microbiome-could-be-a-possible-way-to-prevent-or-treat-neurodegeneration.aspx

(編譯/巫芝岳)