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肠道微生物组不仅是帕金森病的影响因素,而且是其发病的中心
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阿拉巴马大学伯明翰分校的一项新研究表明,肠道微生物组参与了帕金森病发病的多种途径。发表在《自然通讯》上的研究结果显示,帕金森病患者的微生物组组成存在广泛的不平衡。

研究人员采用了宏基因组学,研究从帕金森病患者和健康对照受试者的粪便微生物组。

该研究的资深作者Haydeh Payami博士说:“这项研究的主要目的是对PD肠道微生物群的不平衡产生一个完整的认识。”

该研究报告称,帕金森病宏基因组预示着一种促进疾病的微生物组。

Payami说:“我们发现了与帕金森病有关的多种机制的证据,但我们不知道它们也发生在肠道中,并且是由微生物组导致的。”

研究人员发现了机会性病原体和免疫原性成分增多,这表明感染和炎症在起作用,有毒分子产生过剩,细菌产物curli菌毛增多。这导致PD病理和神经递质失调,包括左旋多巴。与此同时,神经保护分子和抗炎成分缺乏,这使得恢复困难。

Payami是神经病学John T.和Juanelle D. Strain捐赠主席,她和她的团队招募了490名帕金森病患者和234名健康对照者。超过一半的研究对象是男性,而且大多年龄在50岁以上。所有人都来自美国南部地区,这有助于消除地理和文化对微生物组组成的影响。

研究人员研究了微生物组中的257种生物,分析表明,其中84种(超过30%)与帕金森病有关。

Payami说:“在84种与PD相关的物种中,55种在PD患者体内具有异常高的丰度,29种已耗尽。”“我们发现,超过30%的微生物和细菌基因和途径在帕金森病中改变了丰度,这表明存在广泛的不平衡。”

研究人员分析齿双歧杆菌升高了7倍,口放线菌升高了6.5倍,变形链球菌升高了6倍。相反,Roseburia ntestinalis减少了7.5倍,Blautia wexlerae减少了5倍。总体而言,36%的PD相关物种的丰度变化超过两倍,与健康对照组相比,PD组增加或减少了100%到750%。

Payami说:“这项研究以目前可行的最高分辨率创建了一个大型数据集,并将其公开,不受任何限制,以促进开放科学。它包括490名PD患者的广泛元数据,具有微生物组数据的最大的PD队列,以及234名神经健康老年人的独特队列,可用于广泛的研究。我们已经证明,帕金森的宏基因组存在广泛的不平衡,创造了一个允许神经退行性事件发生的环境,并导致无法恢复。”

帕金森病是一种逐渐使人衰弱的疾病,2005年有400万人患病,预计到2030年将翻一番,达到870万人。虽然历史上被定义为运动障碍,PD是一种多系统疾病。据推测,帕金森病是由遗传易感性和环境诱因的各种组合引起的,尽管尚未确定病因组合。帕金森病与胃肠系统之间的联系早已确立。

Payami说:“这是一项令人兴奋的研究,因为宏基因组学是一个快速发展的新领域,方法和工具虽然是最先进的,但仍在开发中。”“毫无疑问,随着我们增加样本量,其他人也会进行宏基因组学研究并分享数据,更多的信息将会被揭示。我们预计,在不久的将来,我们将拥有工具和分析能力,将宏基因组学作为研究PD异质性的新方法,寻找生物标志物,更深入地研究PD亚表型的起源和进展,并研究操纵微生物组来预防、治疗和阻止PD进展的潜力。”

这项研究得到了美国陆军医学研究材料司令部、美国国立卫生研究院、帕金森基金会以及Michael J. Fox 帕金森研究基金会对帕金森病的科学研究的支持。

参考文章:

Metagenomics of Parkinson’s disease implicates the gut microbiome in multiple disease mechanismsNature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-34667-x


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