抑制肠道菌群与脑外伤后神经功能改善有关

美国匹兹堡大学医学院重症医学中心的Dennis W. Simon等在特定的不携带病原体小鼠中，研究耗竭肠道菌群后对TBI预后的影响，结果发表在2020年11月的《Brain Research》杂志。

——摘自文章章节

【Ref: Simon DW, et al. Brain Res. 2020 Nov 15;1747:147056. doi: 10.1016/j.brainres.2020.147056. Epub 2020 Aug 13.】

研究背景

广谱抗生素可破坏肠道共生菌群的平衡。临床前研究已通过在肠道内使用不易吸收、但具有活性的抗生素，评估抑制肠道细菌对宿主生理和抗损伤能力的影响。结果发现，在某些中枢神经系统疾病模型中，耗竭肠道菌群可以改善宿主预后；但在另外某些中枢神经系统疾病模型中，却导致预后恶化。例如，在创伤性脊髓损伤模型中，抗生素诱发肠道营养不良，致使运动功能恶化；而服用益生菌起保护运动功能的作用。肠道菌群对于维持肠道屏障功能是必需的；在维护中枢神经系统小胶质细胞正常生长和功能健全有重要的作用。这种调控关系对帕金森氏病、多发性硬化症、脑卒中、脊髓损伤和某些中枢神经系统疾病的发病机理和康复的意义正在研究之中。肠道菌群还可能通过大脑之间的信号传导等以多种形式改变脑损伤后的神经功能预后。但肠道微生物群对创伤性脑损伤（TBI）后的预后影响尚未肯定。美国匹兹堡大学医学院重症医学中心的Dennis W. Simon等在特定的不携带病原体小鼠中，研究耗竭肠道菌群后对TBI预后的影响，结果发表在2020年11月的《Brain Research》杂志。

研究方法

研究者将成年雄性C57BL 6/J SPF小鼠随机分配至标准饮用水组或含有以下4种抗生素+等量饮用水组（AMNV组）：氨苄西林（1g/L）、甲硝唑（1g/L）、新霉素（1g/L）和万古霉素（0.5g/L）。喂养14天后，建立控制性皮质撞击（CCI）的TBI模型。随后进行两项实验：①粪便沉淀的16S rRNA基因测序，确定α和β多样性；损伤后72小时通过免疫组化法评估海马神经元密度和小胶质细胞活性。②CCI后，将小鼠随机分配至CCI后立即给与AMNV处理或非AMNV处理；再作记忆获得测试（恐惧条件），并计算病灶体积。

研究结果

与标准饮用水组小鼠相比，AMNV组小鼠的α多样性明显降低（p＜0.05），并伴有微生物群落组成改变（p＜0.01）。在TBI之前接受AMNV的小鼠，72h后CA1海马神经元密度增加（15.2±1.4:8.8±2.1细胞/0.1mm；p＜0.05）和Iba-1阳性细胞减少26.6±6.6%（p＜0.05）。CCI后立即随机分配至AMNV组的小鼠，在恐惧条件测试中，学习缺陷减轻（冻结百分比：63.7±2.7%:41.0±5.1%；p＜0.05），病灶体积减小（27.2±0.8:24.6±0.7mm3；p＜0.05）（图1）。

图1. AMNV组小鼠经抗生素处理，在TBI后的学习缺陷和病变体积有所减少。

结论

该研究结果表明，在小鼠TBI模型中，无论在脑损伤之前还是之后，肠道菌群的耗竭与神经保护作用相关。

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