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人类肠道细菌可引发多发性硬化症

更新时间:2018-05-14

对双胞胎的研究表明:天然肠道菌群可引发多发性硬化(左)。 T细胞(蓝色)起着中心作用。生物化学/ Menzfeld的MPI

来自马克斯普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的最新研究揭示了人类肠道细菌可能引发多发性硬化症的第一个迹象。 / em

多发性硬化症(MS)是中枢神经系统最常见的炎症性疾病。一段时间以来,人们一直怀疑天然肠道菌群中的细菌可能是导致遗传易感性个体触发疾病的原因。来自慕尼黑路德维希马克西米利安大学,马克斯普朗克弗莱堡免疫生物学和表观遗传学研究所,加利福尼亚大学(旧金山)和明斯特,Hartmut Wekerle和Gurumoorthy Krishnamoorthy的研究人员,他们来自马克斯普朗克马丁斯里德神经生物学和生物化学研究所第一次显示来自MS患者的肠道菌群可以在动物模型中引发MS样疾病。

在自身免疫性疾病如多发性硬化症中,错误的免疫细胞攻击人体自身的脑细胞和脊髓。自身免疫性T细胞触发的攻击会损伤神经细胞并导致围绕这些细胞的鞘破坏。细胞死亡,结果神经冲动不再正确传播。

每个人都有可能攻击自己细胞的T细胞;然而,这些细胞通常保持永久休眠状态。然而,在一些人中,这些细胞的致病潜力被激活,导致MS。科学家认为激活是由遗传和环境因素共同造成的。马克斯普朗克神经生物学研究所Hertie教授和荣誉主任Hartmut Wekerle解释说:“超过200种增加MS易感性的基因已经被确定,但是对于MS来说,必须有一个触发器。迄今为止,大多数关于触发因素的研究都关注传染性疾病。“几年前,神经免疫学家和他的同事Kerstin Berer和Gurumoorthy Krishnamoorthy现在领导一个生物化学MPI研究小组,确定这种触发可能被发现在天然肠道菌群中。研究人员与其他同事一起表明,肠道微生物能够在基因修饰的自身免疫小鼠中激活T细胞,导致小鼠发展出类似于MS中发现的脑损伤。

基础研究与临床相关性

由于表明肠道细菌可以在动物实验中引发MS,因此已经有许多研究查看并比较健康人和MS患者肠道菌群的组成。 “但是,这些人群及其肠道菌群的遗传多样性使得从这些结果中得出任何具体结论非常困难,”Wekerle解释说。 “此外,MS患者中仅仅存在一种特定的微生物并不能告诉你它是否真的在疾病的发展中起作用。要确定这一点,你需要进行动物研究。“科学家们通过开展一个将临床研究和基础研究交织在一起的大型合作项目来解决这个难题。

合作项目背后的基本理念是比较同卵双胞胎的肠道菌群。在MS患者有双胞胎相同的罕见病例中,另一对双胞胎通常不具有MS。这表明MS发展并不完全依赖于遗传因素。作为这一合作项目的一部分,慕尼黑路德维希马克西米利安大学临床神经免疫学研究所的Lisa Ann Gerdes,Reinhard Hohlfeld和他们的同事招募了来自德国各地的超过50对同卵双胞胎的独特队列。在每种情况下,一个双胞胎有MS,另一个没有。由于每对双胞胎都是相同的,遗传因素对肠道菌群的影响因此可以忽略不计,因此应该可以确定与MS发展相关的肠道菌群的差异。

比较双胞胎之间的肠道菌群显示出一些有趣的,如果微妙的差异。然而,当事情变得非常有趣的时候,我们接种了在无菌条件下培育出的基因修饰小鼠与人类微生物群,“Guru Krishnamoorthy解释道。几乎所有接受来自双胞胎MS患者的肠道菌群样品的小鼠都出现MS样脑损伤。该研究首次证实,来自MS患者的肠道菌群组分在T细胞活化中起着积极作用,因此可能参与触发人类MS。 “目前的目标是缩小候选微生物的范围,然后研究它们,”Hartmut Wekerle说。然而,Wekerle很快注意到这些研究可能需要数年的时间,而且这还不清楚这是否会导致任何新的诊断程序或治疗,或者他们可能采取什么形式。关于媒体最近吹捧的观点,即从健康个体到MS患者的粪便移植可以快速缓解疾病,科学家是不屑的,“你永远不知道它们究竟是什么!”

出版物:Kerstin Berer等人,“来自多发性硬化患者的肠道菌群使小鼠中的自发性自身免疫性脑脊髓炎”,PNAS,2017; doi:10.1073 / pnas.1711233114

来源:马克斯普朗克研究所

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