新研究发现:阿尔茨海默病患者大脑中存在更多细菌!
2017/07/20
近日,来自英国的研究人员使用第二代测序(NGS)检查阿尔茨海默病患者尸检大脑中的细菌。他们发现,与健康的大脑相比,阿尔茨海默症患者大脑细菌水平和菌种比例存在差异。这意味着细菌感染和大脑炎症可能在阿尔茨海默病的发生发展中具有一定作用。


阿尔茨海默病是一种能够导致认知功能衰退的神经退行性疾病。其中,β-样淀粉蛋白斑块聚集及tau蛋白异常磷酸化是阿尔茨海默病的主要生化特征。但是,近年来越来越多的研究表明阿尔茨海默病可能与大脑内的神经炎症存在关联。近日,来自英国的研究人员使用第二代测序(NGS)检查阿尔茨海默病患者尸检大脑中的细菌。他们发现,与健康的大脑相比,阿尔茨海默症患者大脑细菌水平和菌种比例存在差异。这意味着细菌感染和大脑炎症可能在阿尔茨海默病的发生发展中具有一定作用。该研究最近在Frontiers in Aging Neuroscience出版。

布里斯托大学研究员David Emery说:“阿尔茨海默病大脑通常会有神经炎症的迹象,研究人员越来越认为这可能是导致大脑神经元退化的驱动因素。”

是什么原因导致这种炎症发生?一些阿尔茨海默病的遗传风险因素可能对炎症反应有影响,但感染也可能发挥作用。“大脑中的神经炎症或许是对细菌存在的反应。” Emery说。由于血脑屏障的存在,血液中的细菌等物质进入大脑非常困难。然而,至少有一项阿尔茨海默病的遗传风险因素能导致血脑屏障丧失一定完整性,这可能允许细菌进入并定居于大脑。

研究人员想知道阿尔茨海默病患者和健康大脑中存在的细菌类型是否有差异。另一位参与研究的研究人员Shelley Allen解释说:“以前在阿尔茨海默病大脑中针对细菌的研究主要集中于特定细菌种类。 我们想使用一种无偏差的方法来获得阿尔茨海默病脑中整个细菌群体最全面的概况,并将这些结果与来自健康老年脑的结果进行比较。


阿尔茨海默病大脑的细菌数量与种类有别于健康大脑。图片来源:Frontiers in Aging Neuroscience

研究人员分析了八个阿尔茨海默症和六个健康大脑样本,并使用NGS检测特定细菌基因。Allen解释说:“NGS技术允许数百万个DNA分子同时进行测序,能够为复杂的细菌群体提供无偏见的概况。”

他们发现,与健康的大脑相比,阿尔茨海默病大脑多了7倍的细菌基因序列。这种差异大部分是由于阿尔茨海默病患者大脑中具有较高水平放线菌(主要是痤疮丙酸杆菌)。痤疮丙酸杆菌不仅与痤疮有关,也能在大脑中生长并可能在体内引起炎症。研究人员认为,痤疮丙酸杆菌的特征使其很有可能是导致阿尔茨海默病中细菌源的神经炎症的因素之一。

但是,研究人员表示,NGS方法并不直接提示实际的细菌数量,并且需要进一步的工作来确认细菌在阿尔茨海默病中的作用。Allen说:“我们需要对大脑细菌存在进行定量研究。需要大量的大脑样本,未来的研究还应该调查细菌是否涉及其他与神经炎症相关的神经退行性疾病。”

参考资料:

16S rRNA Next Generation Sequencing Analysis Shows Bacteria in Alzheimer’s Post-Mortem Brain

Bacteria found in Alzheimer's brains

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  • 16S rRNA Next Generation Sequencing Analysis Shows Bacteria in Alzheimer’s Post-Mortem Brain

    The neurological deterioration associated with Alzheimer’s disease (AD), involving accumulation of amyloid-beta peptides and neurofibrillary tangles, is associated with evident neuroinflammation. This is now seen to be a significant contributor to pathology. Recently the tenet of the privileged status of the brain, regarding microbial compromise, has been questioned, particularly in terms of neurodegenerative diseases. It is now being considered that microbiological incursion into the central nervous system could be either an initiator or significant contributor to these. This is a novel study using 16S ribosomal gene-specific Next generation sequencing (NGS) of extracted brain tissue. A comparison was made of the bacterial species content of both frozen and formaldehyde fixed sections of a small cohort of Alzheimer-affected cases with those of cognitively unimpaired (normal). Our findings suggest an increase in bacterial populations in Alzheimer brain tissue compared with normal.

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