 脑肠轴是目前神经科学领域的研究热点之一，所谓脑肠轴，即肠道内吸收的营养物质经分解后通过脑肠轴运送到脑，若此条运输通路出现障碍，可能导致脑部营养功能障碍，引发脑部疾病。 以往的研究表明，自闭症患者普遍存在肠道失调，即肠道和大脑之间的沟通障碍，而白细胞介素就是其中一员。此外，白细胞介素又在过敏性疾病中有重要作用，然而此前并没有研究将二者的关系联系起来。
2022年5月16日，河南中医药大学与纽约医学院在Journal of Asthma and Allergy揭示了肠道微生物群的扰动会导致免疫系统和脑肠轴轴的变化，这可能会影响孤独症（过敏性孤独症）的发生。
图1：模型小鼠行为学测试 该团队在CMA小鼠最后一次腹腔注射给药后第一天早上进行抓挠实验，第二天进行T-迷宫实验，于第十周灌胃给药后第一天早上进行社交实验，结果显示CMA小鼠抓挠时间增加，T迷宫中更倾向于进入同一臂通道，社交得分降低。由此，模型小鼠具有了符合标准的ASD表型。
图2：空肠下部的H&E切片染色 为了探究过敏小鼠肠道炎症因子的发病机制及变化，该团队使用RT-PCR技术分析IL-18, IL-33 及 m-TOR 的表达水平，与SHAM组和NAÏVE组相比，此三者mRNA表达水平在CMA组中显著增加。空肠H&E切片染色显示CMA组小鼠小肠绒毛排列混乱,小肠固有层中肥大细胞的不规则损伤和积聚。这表明乳清过敏原引起过敏小鼠的肠粘膜损伤。 为了进一步探究脑肠轴障碍对脑的影响，该团队染色后发现CMA组小鼠下丘脑5-hmC，PFC 的 LO(lateral orbital)区c-Fos表达量增加，而杏仁核与PFC的5-HT1A表达量下降。此结果表明CMA小鼠脑内单胺类物质的神经元活动和DNA代谢都发生了改变。
图3：CMA组与SHAM组肠道菌群分析 鉴于肠道微生物群在过敏和ASD中起的重要作用。课题组研究发现三组小鼠肠道菌种类个数没有差异而菌群数量上有差异，细菌属差异分析显示CMA组小鼠巴氏杆菌和梭状芽孢杆菌明显多于SHAM组；然而，CMA的乳酸杆菌和细小杆菌显著减少。此外，CMA组小鼠不存在BOSEA菌。 由于MTOR与ASD的密切关系，该课题组的WB实验发现 CMA组小鼠MTOR相关分子在多个脑区中含量增加。Pearson的相关分析表明，mTOR信号蛋白的水平与乳酸菌的丰度呈负相关，梭状芽孢杆菌的丰度与海马和PFC中的p70S6K水平呈正相关，值得注意的是，自闭症样行为的程度和mMCP-1的水平与mTOR信号通路蛋白呈正相关，而与乳酸杆菌的相对丰度呈负相关。
图4：肠道微生物群和mTOR信号通路在CMA诱发的ASD中的作用示意图 总的来说，本文揭示了肠道微生物群的变化，特别是大脑中乳酸杆菌的衰减和白细胞介素导致的mTOR信号激活，可能是过敏反应和自闭症行为之间的重要联系机制。 【文献参考】 https://www.ncbi.nlm./pmc/articles/PMC9122063/pdf/jaa-15-645.pdf |
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