芝加哥大學的研究人員證明，生活在腸道中的細菌類型可以影響小鼠的阿爾茨海默病癥狀的發展。該研究表明，通過長期抗生素治療一方面可以改變腸道微生物減少炎癥，同時可以減緩雄性小鼠大腦中淀粉樣斑塊的生長速度。不過同樣的治療方法對雌性小鼠卻并沒有影響。該研究于5月16日發表在“實驗醫學雜志”上（ Experimental Medicine）。
阿爾茨海默病（AD）是最常見的、與年齡相關的慢性進行性神經退行性疾病，其病理學特征主要是：沉積于細胞外的淀粉樣蛋白-β（Aβ）沉積，和細胞內沉積的過度磷酸化tau蛋白和神經原纖維纏結。此外，正電子發射斷層掃（MRI）描研究表明，激活的小膠質細胞和神經炎癥與AD患者的認知衰退高度相關。此外，全基因組關聯研究已經發現，對于先天免疫反應至關重要的基因的多態性（如CD33和TREM-2基因）可以增加遲發型AD的風險。現在已經明確了神經炎癥在AD發病機制中起重要作用。
“最新的研究證據表明，腸道細菌可能在很多種神經系統疾病中發揮重要作用，如自閉癥譜系障礙、多發性硬化癥、帕金森病和阿爾茨海默病，”芝加哥大學分子神經生物學中心主任Sangram S. Sisodia教授解釋說。生活在胃腸道的細菌或腸道微生物通常是無害的，但是，由于這些腸道菌群可以影響身體免疫系統，因而可以影響身體的多種疾病，甚至是在很遠處的大腦組織。
在此次這項新研究中，Sisodia教授及其同事研究了抗生素混合物（ABX）針對不同阿爾茨海默病（APP前體型和早老型）小鼠模型APPS1-21的影響。研究結果顯示，一方面抗生素治療改變了雄性小鼠大腦中小膠質細胞的活化，將它們從一種被認為促進神經炎癥的形式變為一種有助于維持健康大腦的形式，從而減少了雄性小鼠大腦中淀粉樣斑塊的形成，而另一方面ABX的治療對雌性小鼠卻沒有影響。
與對照組（左）相比，長期抗生素治療（右）減少了淀粉樣斑塊的大小（綠色），并改變了雄性APPS1-21小鼠腦中小膠質細胞的出現（紅色）
在進一步的研究中，為了證明阿爾茨海默氏癥的這些癥狀改善是由腸道微生物的改變引起的，研究人員將未用藥物處理的小鼠的糞便移植到抗生素治療的小鼠身上。該過程恢復了腸道原有微生物，從而導致了小鼠大腦中淀粉樣蛋白斑塊形成和小膠質細胞激活的增加。
但為什么腸道微生物的改變只影響雄性小鼠？Sisodia及其同事發現，長期抗生素ABX治療以不同方式改變了雄性和雌性小鼠的腸道細菌。ABX治療的雄性小鼠表現水平出升高的抗炎的神經保護因子，而雌性小鼠微生物組的變化導致它們的免疫系統增加了小膠質細胞活化的促炎因子的產生。
ABX治療恢復APPS1-21雄性小鼠大腦皮質中的小膠質細胞穩態特征。
“我們的研究表明，腸道微生物菌群的抗生素干預對大腦中的淀粉樣斑塊形成和小膠質細胞活性具有選擇性和性別特異性影響，”Sisodia教授說。“我們進一步想調查這些結果是否可歸因于特定類型細菌的變化。”
