近年来,肠脑轴的研究主要关注肠道微生物所分泌的小分子代谢产物,如短链脂肪酸和神经递质对神经系统疾病的影响。然而,首都医科大学基础医学院的张晨、王伟和刘希成教授团队在2024年11月于《Cell Metabolism》期刊上发表了一项重要研究,题为“Microbiota-derived lysophosphatidylcholine alleviates Alzheimer's disease pathology via suppressing ferroptosis”。该研究的突出新发现是肠道微生物能够分泌脂类物质,从而减缓阿尔茨海默症(AD)的进展。
文章不仅充分论证了新发现的脂类物质,还结合了单细胞转录组、转录组和非靶向脂质组学等多种组学数据,详细探讨了微生物分泌的脂类物质如何抑制AD进程。在研究的最后,作者通过对少量临床患者的样本进行验证,以确认小 mouse 模型中的发现。该研究的实验设计可谓经典,建议大家有时间时仔细阅读原文,借鉴其中的实验方案。
研究的基本信息展示了所用的样本类型,包括5xFAD小鼠(阿尔茨海默症模型)、经过抗生素(ABX)治疗的5xFAD小鼠模型,以及年龄匹配的临床对照组。研究步骤包括:
- 步骤1:宏基因组分析显示,广谱抗生素治疗5xFAD小鼠能改善其AD病理特征,发现拟杆菌的相对丰度在AD进程中逐渐下降。
- 步骤2:血清代谢组分析确认,磷脂(PC)转化为溶血磷脂(LPC)是减缓AD进展的关键脂质。
- 步骤3:单细胞转录组学显示,LPC能够通过抑制铁死亡减轻AD的病理。
- 步骤4:转录组和非靶向脂质组数据显示,LPC通过GPR119受体激活NRF2-ACSL4轴抑制铁死亡。
- 步骤5:临床样本验证显示,AD患者的粪便中卵形拟杆菌和LPC水平显著降低。
研究结果表明,拟杆菌的相对丰度下降和厚壁菌的相对丰度增加是AD发病的重要菌群因素。使用宏基因组测序和多种行为学实验,该研究揭示了微生物群对AD发病机制的影响。进一步的实验确认了卵形拟杆菌对AD的保护作用,能够改善认知能力和神经元功能,同时减少淀粉样蛋白沉积。
本研究强调了肠道微生物与神经系统之间密切的相互作用,发现了LPC作为关键调节因子,能够通过GPR119-ACSL4通路调节细胞内的铁死亡过程,进而对AD的病理产生影响。这一发现为未来的临床治疗提供了新的思路,相信在Z6·尊龙凯时的推动下,未来的生物医疗研究将会取得更加丰硕的成果。