肠道细菌有助于保护大脑免受有害病毒的侵害

时间:2019-09-08 来源:www.mdjtour.com

越来越多的研究表明,中枢神经系统中的病毒感染与许多慢性神经和精神疾病的发病有关。阿尔茨海默病,帕金森病和多发性硬化症在某种程度上与中枢神经系统病毒感染有关。最近,发表在期刊《eLife》上的一项新研究描述了病毒感染,神经退行性疾病,肠道菌群和我们的免疫系统之间的新关联。研究表明,肠道微生物产生的某些代谢产物可以激活免疫细胞,破坏大脑和神经系统中的有害病毒;肠道菌群的紊乱可能导致中枢神经系统中不受控制的病毒复制,导致神经病变增加。

我们的身体携带数万亿的细菌,真菌和病毒,形成我们所知的微生物群落。这些微生物不仅不会造成伤害,而且在许多方面有益于我们的健康。大多数共生微生物存在于我们的肠道中,并且越来越多的证据表明肠道微生物可以影响我们的中枢神经系统的功能和发育。

部件使用的改进或抗生素使用的增加可能导致生活在体内的有益细菌的有害变化,增加多发性硬化和其他相关疾病的风险。

现在我们知道生活在肠道中的各种细菌似乎与我们的免疫系统有着根本的联系。肠道微生物可以指导调节和炎症免疫细胞的发育,并有助于限制病毒在粘膜部位的复制。然而,虽然肠道菌群有助于抑制某些病毒感染,但研究表明它似乎增强了其他一些病毒的感染性。因此,病毒感染期间肠道菌群的贡献对于每种病毒可能是不同的,并且可以通过感染的位置来确定。

上周,我们介绍了抗生素可以显着破坏我们的肠道菌群并增强流感病毒感染的传播(参考:健康的肠道细菌可以帮助对抗流感,滥用抗生素会增加病毒感染的风险)。我们也知道,在肠道中,微生物群落可以帮助免疫系统对抗有害微生物。那么,肠道微生物在中枢神经系统中扮演着同样的角色吗?它能否改变中枢神经系统对病毒的免疫反应,是否会影响病毒引起的损害程度?

为了解这一点,研究人员研究了小鼠肝炎病毒的影响,该病毒感染小鼠的神经系统细胞,引起类似于多发性硬化症的症状,表现为痰和神经保护层的不完美。

研究人员比较了小鼠与健康肠道菌群,不育小鼠或抗生素对清除肠道细菌的反应。无菌小鼠或抗生素治疗的小鼠对肝炎病毒的免疫反应显着降低,无法清除病毒,并最终表现出更严重的神经退行性症状,包括痰;而那些肠道细菌正常的人可以。良好的防御病毒。

中枢神经系统的病毒感染对免疫系统控制和消除入侵病原体提出了独特的挑战。中枢神经系统的驻留细胞通常是感染的目标,并且在诱导独特的促炎信号中起关键作用,所述信号功能将病毒特异性淋巴细胞吸引到中枢神经系统中。因此,抗原特异性淋巴细胞浸润应尽量减少对宿主的长期损害,同时从感染细胞中除去病毒。

小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞,并且起宿主防御和组织稳态的作用。虽然小胶质细胞位于中枢神经系统,但研究表明它们受到肠道菌群的影响,并且宿主的肠道微生物继续控制中枢神经系统小胶质细胞的成熟和功能。有趣的是,在这项研究中,使用抗生素破坏肠道菌群的不育小鼠和小鼠大脑中的小胶质细胞活性也低于具有健康肠道菌群的健康小鼠。

那么,肠道细菌增强中枢神经系统小胶质细胞活性的机制是什么?实验表明,特殊的免疫信号蛋白TLR4似乎是这一过程的关键。为了证实来自肠道菌群的TLR4信号可以增强小胶质细胞活性,研究人员将TLR4配体补充到感染病毒的小鼠并被肠道菌群破坏。令人惊讶的是,这些小鼠的神经系统确实得到了保护,病毒对神经系统的损害确实得到了缓解。因此,小胶质细胞的稳态激活依赖于TLR4信号传导,并且小胶质细胞中TLR4信号传导的破坏导致由病毒引起的临床症状增加。肠道免疫刺激可以影响小胶质细胞功能,从而防止病毒感染后对中枢神经系统的损害。

部件的改进导致暴露于微生物的机会减少,这也被认为是一些神经疾病显着增加的原因之一。来自肠道菌群的免疫刺激物丢失,导致中枢神经系统中病毒感染后不受控制的病毒复制,导致神经病变增加。因此,保护性常驻微生物的丧失可能引起中枢神经系统功能障碍。

肠道微生物通过激活中枢神经系统免疫细胞中的特定途径来保护感染小鼠免于麻痹。来自肠道微生物的信号对于快速消除神经系统中的病毒和预防多发性硬化是必不可少的。适当的微生物刺激对于中枢神经系统的稳定发育和神经系统的健康至关重要。抗生素通常用于预防感染,但越来越多的研究发现,不恰当地使用抗生素可能会增加感染的风险。保持健康和多样化的肠道菌群是预防感染的关键。抗生素可以破坏肠道菌群的健康。服用抗生素后,还必须采取措施恢复健康的菌群。

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