菌群移植治疗缺血性脑卒中

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文献简介

移植富含短链脂肪酸和丁酸的粪便菌群可通过调节肠道菌群治疗缺血性脑卒中

Transplantationoffecalmicrobiotarichinshortchainfattyacidsandbutyricacidtreatcerebralischemicstrokebyregulatinggutmicrobiota期刊名称：PharmacologicalResearch时间：/08/16影响因子：7.#背景#缺血性脑卒中是由大脑局灶性闭塞或动脉狭窄引起的，是严重危及人类生命的中枢神经系统疾病。缺血性中风的病理特点复杂，包括钙超载、血脑屏障破坏、神经元凋亡、脑炎症等，通常会引起局部血液循环阻塞、脑组织坏死、脑水肿、神经功能障碍、认知障碍、和瘫痪。临床上应用重组组织型纤溶酶原激活剂（rt-PA）静脉溶栓治疗缺血性脑卒中。然而，溶栓时间窗狭窄（4.5小时）、纤溶系统激活导致颅内出血风险增加以及再灌注损伤的可能性限制了其临床应用。因此，有效的缺血性脑卒中新疗法值得探索。之前的研究证实脑缺血导致肠道菌群失调，增加肠道通透性，破坏肠道屏障，并使肠道菌群移位。研究发现，修复肠漏对缺血性脑卒中的血脑屏障有益。显然，“脑肠轴”是中枢神经系统和胃肠道之间的双向通信系统。越来越多的证据表明，肠道微生物及其短链脂肪酸代谢物（尤其是丁酸）似乎是通过控制神经发育、神经递质和小胶质细胞来调节大脑生物化学和行为的关键信号分子。然而，肠道菌群和丁酸对脑缺血的影响尚不完全清楚。因此，本研究旨在阐明肠道菌群和短链脂肪酸参与脑缺血治疗的机制，寻找一种新的有效治疗脑缺血的方法。02#研究结果#

为探讨调节肠道菌群对缺血性脑卒中的影响，将缺血大鼠分为生理盐水组、抗生素组和粪便菌群移植组（FMT）。生理盐水组大鼠灌胃无菌生理盐水，每天1次，连续14天。抗生素组大鼠饮水中加入抗生素新霉素（mg/L）和多粘菌素B（mg/L），连续14天。FMT（受体）组大鼠灌胃抗生素（万古霉素mg/kg、硫酸新霉素mg/kg、甲硝唑mg/kg、氨苄西林mg/kg），每天1次，连续4天，消耗肠道菌群；收集供体大鼠盲肠粪便，用无菌生理盐水重新悬浮至mg/mL，受体大鼠每天灌胃1次，连续10天。供体组缺血大鼠给予中药汤剂治疗。

对照组大鼠（健康大鼠）不进行干预。MCAO组缺血2h，再灌注24h，以反映缺血性脑卒中的早期程度。生理盐水组大鼠灌胃无菌生理盐水14天，以反映缺血性卒中晚期。为研究补充丁酸对缺血性脑卒中的影响，建立生理盐水组和丁酸组。丁酸组大鼠缺血造模后灌胃丁酸（30mg/kg），每天1次，连续14天。

1.使用非吸收性抗生素和FMT可调节肠道菌群，影响缺血性脑卒中的进展

使用抗生素和FMT治疗均改变了缺血性大鼠的肠道微生物组成，降低神经功能损害程度，降低梗死体积，减轻脑水肿并改善肠漏。抗生素还能改善大鼠血清中的总胆固醇水平，FMT则能改善血清中的总胆固醇和甘油三酯水平。

2.缺血性脑卒中患者短链脂肪酸水平降低研究结果表明乙酸和丙酸水平在缺血性脑卒中早期显著降低。异丁酸和异戊酸的水平在缺血性脑卒中的早期阶段增加，但在后期阶段缺乏。丁酸和戊酸水平在缺血性脑卒中的早期和后期阶段都缺乏。以上结果提示，缺血性脑卒中患者可能出现肠道微生物短链脂肪酸代谢产物水平降低。3.抗生素和FMT治疗调节了SCFAs水平

抗生素和FMT治疗显著提高了异丁酸、丁酸和异戊酸的水平。抗生素治疗还提高了乙酸和戊酸的水平。说明这些短链脂肪酸代谢产物可能作为治疗缺血性脑卒中的靶点，抗生素和FMT干预可能通过影响肠道菌群调节SCFAs来治疗缺血性脑卒中。

4.SCFAs与神经系统评分和梗死百分率呈负相关

乙酸、丁酸和戊酸水平与神经系统评分和脑梗死体积呈负相关。说明缺血性脑卒中与SCFAs水平呈负相关，其中丁酸与SCFAs的相关性最高。

5.丁酸有效治疗缺血性脑卒中

丁酸可显著减轻脑缺血大鼠的神经功能损害，减少脑梗死体积，减轻脑水肿。此外，丁酸处理显著降低了T?CHO、TG、纤维蛋白原、全血粘度，修复肠道渗漏。而且添加丁酸显著提高盲肠中丁酸的水平，但不影响其他SCFAs的水平。以上结果提示补充丁酸是治疗缺血性脑卒中的有效方法。

6.丁酸增强缺血性脑卒中大鼠的肠道微生物α-多样性由于肠道菌群的调节影响脑缺血脑卒中的进展，而丁酸是治疗脑缺血脑卒中的有效靶点，研究者研究了补充丁酸对肠道菌群的影响。结果表明，丁酸处理显著提高了观察到的物种、Chao和Shannon指数，表明肠道微生物群α-多样性增加。丁酸组的细菌个体种类数（）高于生理盐水组（）。上述结果表明，添加丁酸显著增加了缺血性脑卒中大鼠肠道菌群的丰富度和多样性。7.丁酸重塑了缺血性脑卒中的肠道菌群，丰富了有益菌群

丁酸处理改变了缺血性脑卒中大鼠肠道微生物β-多样性和组成。减少了拟杆菌、克雷伯菌和嗜血杆菌等致病菌，富集了乳酸杆菌、酪酸球菌和巨型单胞菌等有益菌。这些结果表明，缺血性脑卒中引发了肠道菌群紊乱，丁酸治疗通过减少致病菌和丰富有益菌重塑了缺血性脑卒中大鼠的肠道菌群。

03#总结语#随着“肠-脑轴”理论的广泛认可，肠道和中枢神经系统之间通过肠道菌群的联系已经引起人们的注意。肠道菌群功能障碍已被证实会影响中枢神经系统疾病的预后。因此，我们推测通过调节肠道菌群来重塑肠道微生态可能是中枢神经系统疾病的有效治疗方法。本研究结果表明，通过使用非吸收性抗生素和移植粪便菌群调节肠道菌群，可降低脑梗死模型的神经功能损害、脑梗死体积、血清T-CHO和修复肠道渗漏。因此，利用抗生素和FMT调节肠道菌群可能是治疗缺血性脑卒中的有效手段。抗生素治疗显著增加乙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸水平，FMT处理显著增加了异丁酸、丁酸和异戊酸的水平。通过调节肠道菌群影响SCFAs水平可能成为治疗脑缺血脑卒中的一种潜在治疗手段。目前的研究证明，在肠道中补充丁酸不仅可以减轻神经损伤和脑梗死的比例，还可以缓解脑水肿，降低血脂水平，降低血栓形成的风险。丁酸治疗缺血性脑卒中成功的原因之一可能是肠屏障渗漏的修复。丁酸处理显著提高了肠道微生物α-多样性，减少了拟杆菌、克雷伯菌和嗜血杆菌等致病菌，富集了乳酸杆菌、酪酸球菌和巨型单胞菌等有益菌。综上所述，移植富含SCFAs的粪菌并补充丁酸是治疗缺血性脑卒中的有效方法。DOI：10./j.phrs..END文案：医学部林秀娟编辑：承葛小编承葛小编

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