肠道细菌和免疫细胞或可引发自闭症

摘要：研究人员发现肠道微生物群、免疫系统和自闭症谱系障碍（ASD）之间存在关键联系。在无菌基因小鼠模型中，去除肠道微生物可减少类自闭症行为并降低脑部炎症，表明微生物可能在引发症状方面起主导作用。该研究还发现肠道微生物影响谷氨酸和γ - 氨基丁酸（两种调节大脑活动的神经递质）的平衡。罗伊氏乳杆菌IMB015这种益生菌株能够恢复这种平衡、减轻炎症并改善行为，这表明益生菌可作为ASD的一种潜在治疗策略。

关键事实

• 微生物的作用：无菌的ASD小鼠症状更少，表明肠道微生物有影响。
• 免疫联系：T细胞和神经炎症是类ASD行为的关键驱动因素。
• 益生菌疗法：罗伊氏乳杆菌IMB015恢复了小鼠神经递质平衡并改善症状。
• 来源：浦项科技大学（POSTECH）

到2025年，美国估计每31名儿童中就有1名患有ASD，在东亚国家（如韩国、新加坡和日本）的患病率可能比美国更高。尽管患病率不断上升，但对ASD的根本病因仍知之甚少，目前也没有治愈、预防或治疗的方法。这些发现推动了肠道 - 大脑轴假说的发展，该假说认为肠道微生物可影响大脑功能。韩国浦项科技大学和免疫生物（ImmunoBiome）的一个研究团队（由兼任免疫生物首席执行官的Sin - Hyeog Im教授领导）有一项发现，揭示了ASD背后的多层面机制。

这项研究发表于7月的《自然通讯》，与John C. Park博士和Tae - Kyung Kim教授合作，表明在基因小鼠模型中肠道微生物群和宿主免疫系统共同影响ASD的进展。ASD长期被视为一种由基因驱动的疾病，但越来越多的证据表明环境和微生物因素也起作用。人类肠道中的微生物细胞数量是人类细胞的十倍多，这些微生物在新陈代谢和免疫系统发育中起着至关重要的作用。近年来，临床研究表明，与正常对照组相比，ASD患者的肠道微生物群组成不同。此外，高达90%的ASD患者有胃肠道合并症，这表明肠道菌群失调在ASD中可能具有致病作用。

为进一步研究，Im教授的团队创建了世界上第一个用于ASD的无菌（GF）基因小鼠（BTBR）模型，从而能够剖析宿主基因、肠道微生物群组成、代谢物和宿主免疫反应对ASD进展的影响。值得注意的是，缺乏肠道微生物的无菌ASD小鼠表现出与ASD相关行为减少，这表明肠道微生物而非宿主基因可能是ASD症状的主要驱动因素。此外，无菌ASD小鼠神经炎症减轻，特别是在炎症性小胶质细胞和新发现的脑驻留T细胞群中。通过去除T细胞，研究人员能够预防类ASD表型，这凸显了ASD病理中的肠道 - 免疫 - 大脑信号通路。

研究人员利用16S - rRNA测序和大规模代谢组学方法发现，肠道微生物影响谷氨酸和γ - 氨基丁酸之间的平衡，这两种关键神经递质分别为兴奋性和抑制性的。谷氨酸/γ - 氨基丁酸比例的改变可能直接影响ASD中的神经元活动和行为。为解决这种失衡，免疫生物的人工智能团队开发了一个计算机模型来预测具有特定代谢功能的益生菌株。其中罗伊氏乳杆菌IMB015因其摄取谷氨酸并产生γ - 氨基丁酸的能力而被确定。在ASD小鼠模型中，IMB015治疗恢复了代谢平衡、减少了神经炎症并改善了行为异常。免疫生物计划将罗伊氏乳杆菌IMB015作为一种活生物治疗产品（LBP）或益生菌用于ASD治疗，包括进行全面的临床前毒性评估并推进到临床试验以评估其在人类中的安全性和治疗效果。

作者：Sin - Hyeog 来源：浦项科技大学 联系方式：Sin - Hyeog - 浦项科技大学 图片：图片来源为神经科学新闻

肠道微生物群和脑驻留CD4 + T细胞影响自闭症谱系障碍的行为结果。虽然新证据表明ASD存在肠 - 脑病因，但潜在机制仍不清楚。此外，CD4 + T细胞的耗竭可减轻神经炎症和ASD行为，这表明存在肠道 - 免疫 - 大脑轴。利用计算机代谢物预测模型，我们提出罗伊氏乳杆菌IMB015（IMB015）为益生菌候选株。在此我们报道了一个肠道 - 免疫 - 大脑轴，其中肠道微生物群及其代谢物可调节脑驻留免疫细胞和与ASD相关的行为。