肠道微生物可能影响多发性硬化的进展

通过 尼古拉斯·魏勒

An MRI scan of a person with multiple sclerosis shows bright spots, which are MS plaques
患有多发性硬化症的人的MRI扫描显示亮点,其是MS斑。 由NIH图像

研究人员在太阳2首页已确定患有多发性硬化症(MS)在人类患者相关的特定肠道微生物,并表明,这些微生物在调节疾病的小鼠模型中的免疫反应参与。

新的发现 - 期间九月起的一周内公布。 11,2017年,在的网络版 科学的美国国家科学院院刊 (PNAS) - 表明,肠道微生物可以在MS特征的神经退行性疾病中发挥作用。作者希望这一发现将有助于科学家了解毫秒的起源,并可能导致治疗,如饮食结构的改变或基于微生物副产品药物,这可能会提高对该病的进程。

多发性硬化症是一种自身免疫性神经退行性疾病,影响全球约250万人有视力,四肢无力和震颤,以及协调和平衡问题逐渐丧失。当免疫系统攻击的绝缘包围神经细胞层被引起的。研究人员已经了解在过去几十年毫秒很大,但继续为什么免疫系统转而反对神经系统的绝缘层,被称为髓磷脂,摆在首位困扰过。

“该领域已经确定与易感性MS相关的基因非常成功的,但我从来没有得到满意的风险量,我们就可以只用遗传学来解释,”说 塞尔吉奥baranzini博士神经学教授和的一个构件 太阳2首页威尔研究所神经科学 并在新的研究中,资深作者。 “甚至是同卵双胞胎,谁共享相同的基因遗传,只能共享一个MS诊断时大约35%。很明显的基因组是重要的,但环境因素也必须发挥主要作用“。

许多怀疑环境因素导致毫秒,如吸烟,饮食和环境暴露史,是很难牵制,并与患者的生物影响的联营公司,baranzini说。

但越来越多的研究表明肠道微生物可以直接影响人体免疫系统的功能提出了新的可能性baranzini:因为“肠道其实是外界和免疫系统之间最亲密的联系,”他解释说,人体肠道微生物可以发挥发作或MS进展的作用。

开采微生物

当EGLE cekanaviciute,博士,在baranzini到达实验室作博士后研究员,2014年,她渴望接受研究肠道微生物的功能是否会影响免疫系统的诱因触发毫秒的挑战。

“这是这样一个新颖的问题,特别是在那个时候,” cekanaviciute说。 “没有人看,以毫秒为微生物 - 几乎没有人看了以后消化系统疾病肠道微生物的作用。”

在新的研究中,cekanaviciute和合作者分析了71名毫秒患者肠道微生物组成和71分健康对照者,那要么或多或少常见于患有多发性硬化症比一般人群细菌鉴定具体种类。然后他们转向研究如何在肠道细菌,这些差异可能在MS影响髓鞘免疫系统的攻击更加困难的任务。

塞尔吉奥baranzini speaks with Egle Cekanaviciute in the lab
塞尔吉奥baranzini博士说,与博士后学者EGLE cekanaviciute,博士,在他的实验室在太阳2首页的使命海湾。 照片由史蒂夫babuljak

“很多微生物的研究说,‘这些细菌增加患者的疾病,而这些细菌被减少了。’然后他们停止,” cekanaviciute说。 “我们想知道更多:我们应该关心的是增加,因为他们是有害的那些或正在降低,因为也许他们是有帮助的人?做这些微生物真的这样做可能会对人们的健康产生影响?”

当时,有对回答这些问题没有标准的技术,所以cekanaviciute开发的新方法的阵列测试为改变MS患者,他们已经确定了菌种的功能作用。

第一,团队探索这些细菌的成分是否会改变人体免疫细胞的行为,使其无论是亲或消炎。他们暴露在实验室菜各菌种的混合提取人体免疫细胞,并发现两个物种在MS患者更常见细菌 - akkermansia muciniphila不动杆菌 - 触发细胞变成促炎症,而在比MS患者正常水平较低发现种细菌 - parabacteroides distasonis - 触发免疫调节反应。

看到这些细菌可能如何影响免疫系统作为一个整体,研究人员则介绍了这三个种细菌到小鼠,否则谁缺乏,微生物(模拟这些菌株相对于细菌的其他菌株的过度生长),并发现他们也有类似的效果: 一种。 muciniphila一种。 calcoaceticus 触发炎症免疫反应,而 页。 distasonis 夯实炎症。

但这些实验只考察了一个细菌物种的影响在时间 - 问题仍然是如何MS患者的复杂的微生物生态系统可能会影响神经退行性疾病。要回答这个问题,球队表现对小鼠粪便移植与MS的实验诱导形式。研究人员发现,与患者毫秒微生物组更换这些老鼠的微生物组引起动物失去关键的免疫调节细胞,并制定更严重的神经退行性疾病,这表明仅在微生物可能有助于毫秒的进展。

发表在同一期第二项研究 PNAS - 在德国马克斯普朗克研究所领导的研究人员和共同撰写的cekanaviciute和baranzini - 还发现,MS患者微生物移植可能会加剧在小鼠的症状与疾病的遗传模型。

“两个不同的组,使用患者和对照两个独立的组群,以及疾病的两个不同的小鼠模型中,看到了非常相似的结果,” cekanavicuite说。 “这是非常有前途的证据表明,我们在正确的轨道上。”

基于微生物疗法毫秒?

在一起,这些研究结果表明,微生物可以发挥关键作用 - 一起遗传易感性和其它环境因素 - 以毫秒为单位的起源。尤其是,作者提出特定的肠道微生物可引发炎症水平的提高有助于或加剧MS患者的免疫系统对髓鞘攻击。

“要清楚,我们不认为微生物是MS的唯一触发,” cekanaviciute说。 “但它看起来像这些微生物可以使病情进展恶化或好转 - 推有人用遗传倾向跨越的门槛为疾病或保护他们的安全。”

EGLE cekanaviciute(左),博士,和 塞尔吉奥baranzini博士。 拍摄者 史蒂夫babuljak

作者希望,未来的研究将照耀在这些细菌群体究竟是如何影响MS的发生和发展光。例如,作者指出,发现患者毫秒的细菌种类的至少一个产生模仿髓鞘中的蛋白分子,这表明这些细菌的存在可能混淆免疫系统投入进攻髓鞘以及细菌。

作者还指出, 页。 distasonis,在MS患者低于正常的水平中发现的细菌种类,被认为是帮助免疫系统学会控制其不具威胁性肠道微生物响应。缺乏这些细菌可以使免疫系统反应过度为无害的微生物在人与MS,导致破坏性的炎症。

baranzini说,他希望字段将能够使用这些调查结果制定患者的新疗法与MS:“微生物组是可塑性很强。你可以相对容易地改变它在谁拥有MS或易受成人 - 是你无法与他们的基因做。这是不是一个神奇的方法,但它是有希望的。”

像许多自身免疫性疾病,baranzini说,MS的患病率在过去一个世纪,许多研究者认为现代生活方式的改变,包括饮食,卫生,以及暴露于自然环境的微生物,所有这些都可能影响人类微生物显著上升。

“所有这些因素都无疑改变了人类微生物,也许已经导致更多的自身免疫性疾病的一种方式,” baranzini说。 “像这样的研究表明,有可能是试图调节我们的微生物的方式来恢复低风险,少炎症代谢是100年前是人类的特征。”

该研究得到了美国国家多发性硬化症协会资助,美国国家卫生研究所iracda博士后,国防,瓦尔哈拉慈善基金会,翡翠基础的美国部门,文物医学研究所。

在纸张上附加作者是斯纳辛格,夏洛特·纳尔逊, 雷切尔坎纳, 斯蒂芬·豪瑟医学博士,伊丽莎白·克拉布特里 - 哈特曼博士和 布鲁斯·克里医学博士,太阳2首页的所有的;布莱恩柳,云庆利,博士和萨尔基斯mazmanian博士技术加州理工学院的; tessel runia,MD鹿特丹Erasmus大学的;贾斯丁debelius博士和抢劫骑士,博士,加州大学圣地亚哥分校的;和亚迪拉bencosme,ilana卡茨沙,MD,帕特里齐亚卡萨西亚博士,三月gacias博士和yungjiao朱博士,在纽约的西奈山医疗中心的。

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