在潮湿、沼泽环境中发现的一种常见微生物可能在帕金森病的发展中发挥关键作用,它们分泌的化合物会触发脑细胞内的蛋白质形成有毒团块
亮点表明以脱硫弧菌为食的蠕虫头部内部存在 α-突触核蛋白团块。 (Huynh 等人,Front. Cell. Infect. Microbiol., 2023)
在潮湿、沼泽环境中发现的一种常见微生物可能在帕金森病的发展中发挥关键作用,它们分泌的化合物会触发脑细胞内的蛋白质形成有毒团块。
该研究结果由赫尔辛基大学和东芬兰大学的一小部分研究人员得出,建立在早期调查结果的基础上,该调查表明志愿者神经退行性疾病的严重程度随着粪便中脱硫弧菌菌株的浓度增加而增加.
通过现在展示从基因编辑的蠕虫中存在的细菌到与帕金森氏病同时发生的大脑物理变化的潜在途径,研究人员希望有一天能改善人类疾病的早期诊断,甚至减缓其进展。
“我们的研究结果使筛选这些有害脱硫弧菌的携带者成为可能,”资深作者、芬兰赫尔辛基大学的微生物学家 Per Saris说。“因此,可以通过从肠道中清除这些菌株的措施来瞄准它们,从而有可能减轻和减缓帕金森病患者的症状。”
自从大约两个世纪前英国医生詹姆斯·帕金森 (James Parkinson)首次将这种疾病描述为一种神经系统疾病以来,研究人员一直在寻找一种解释,解释为什么有些人会随着年龄的增长而严重丧失精细运动控制能力。
从生理学上讲,被称为路易体的小内含物会积聚在被诊断患有帕金森病的个体大脑特定区域的细胞中。
最近,对这些微小物质团块的研究表明,它们主要由一种叫做 α-突触核蛋白的蛋白质组成,这种蛋白质通常参与神经递质的释放。
这种结块如何导致帕金森病的病理学仍不完全清楚,尽管人们怀疑这些浓度的存在,称为原纤维,对神经细胞的健康功能并不是很好。
同样令人不解的是 α-突触核蛋白聚集的最初原因。尽管帕金森氏症可以在家族中遗传,但遗传学似乎只能解释所有病例的 10% 到 15% 左右。
这使得环境条件成为一个可能的嫌疑人,研究发现我们肠道中藏匿的细菌种类可以预测一个人患有或至少发展出帕金森病症状的可能性。
通过 Saris 的 2021 年研究,终于有证据表明研究人员可以关注一个主要嫌疑人。
“这种疾病主要是由环境因素引起的,也就是说,环境暴露于引起帕金森病的脱硫弧菌菌株,” Saris说。
在这项新研究中,Saris 和他的团队从 10 名帕金森病患者及其健康配偶身上采集了粪便样本,并分离出所有存在的脱硫弧菌菌株。
连同属于完全不同属的两个不同的对照组细菌,然后将提取的测试微生物喂给秀丽隐杆线虫线虫的转基因标本,该线虫已被修饰以表达人类α-突触核蛋白。
基于对线虫头部的显微观察进行的统计分析表明,喂食脱硫弧菌的线虫确实更有可能产生 α-突触核蛋白团块,而且这些团块可能更大。
值得注意的是,从帕金森病患者身上收集的脱硫弧菌菌株也比从其伴侣身上收集的菌株更善于聚集秀丽隐杆线虫中的蛋白质。
更重要的是,这些蠕虫通常比对照组中的蠕虫死亡人数更多。
当然,蠕虫和人类之间存在天壤之别。虽然相同的实验永远无法在健康人样本中重复,但研究将继续密切关注我们肠道中的脱硫弧菌可能如何引发 α-突触核蛋白聚集体的形成,这些聚集体可能会在体内迁移。
随着时间的推移,我们甚至可以使用针对消化系统及其周围神经而不是大脑的疗法来控制帕金森病的进展。
“一旦脱硫弧菌从肠道中被清除,α-突触核蛋白聚集体就不再在肠道细胞中形成,它们像朊病毒蛋白一样通过迷走神经从那里向大脑移动,”萨里斯建议道。
这项研究发表在细胞和感染微生物学前沿。