肌萎縮與遺傳、衰老、神經(jīng)退行性病變、代謝紊亂等因素密切相關(guān)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，加重家庭與社會(huì)的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，妨礙對(duì)其他疾病病程發(fā)展的預(yù)測，而嚴(yán)重的肌萎縮對(duì)患者的生命也構(gòu)成極大的威脅。然而，目前針對(duì)肌萎縮疾病常常缺少行之有效的治療方案。近年來諸多研究顯示，腸道菌群在治療肌萎縮相關(guān)疾病方面具有極大的可操作性和潛力。因此，本綜述旨在通過匯總分析最新的研究發(fā)現(xiàn)，闡明腸道菌群在肌萎縮相關(guān)疾病發(fā)生和發(fā)展過程中的作用機(jī)制，來推動(dòng)肌萎縮相關(guān)疾病防治手段的開發(fā)，并探索新的診療方案。

　　2023年7月10日，廣東省科學(xué)院微生物研究所華南應(yīng)用微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室腸道微生態(tài)與健康團(tuán)隊(duì)PI謝黎煒研究員，聯(lián)合中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所的印遇龍?jiān)菏亢腿f丹博士，在The Innovation期刊（2023年影響因子32.2）在線發(fā)表綜述文章Gut microbiota in muscular atrophy development, progression, and treatment: New therapeutic targets and opportunities，系統(tǒng)性地總結(jié)了腸道菌群在肌萎縮發(fā)生、發(fā)展以及治療過程中扮演的角色以及潛在的靶向治療的新靶點(diǎn)和機(jī)遇。

 綜述文章圖文摘要

腸道菌群與肌萎縮的關(guān)聯(lián)和作用機(jī)制

　　健康人的腸道內(nèi)寄宿著10-100萬億的微生物群。研究發(fā)現(xiàn)這些微生物體所攜帶的基因參與了人體眾多生理機(jī)能的調(diào)控，影響人體免疫功能、大腦活動(dòng)以及腸道屏障完整性等。近年的研究表明腸道菌群可以通過改變宿主糖脂、氨基酸代謝、胰島素敏感性、炎性反應(yīng)以及干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)等方式影響骨骼肌的代謝、質(zhì)量和功能。研究人員通過臨床觀察、疾病治療和基于動(dòng)物模型的基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)了腸道菌群與肌萎縮的關(guān)聯(lián)和作用機(jī)制，這有利于后續(xù)發(fā)現(xiàn)基于腸道菌群的生物標(biāo)記物和研發(fā)基于健康微生物的功能性微生態(tài)制劑或微生態(tài)藥物。研究成果可以應(yīng)用于肌萎縮疾病的早期預(yù)警和篩查，為肌萎縮疾病的預(yù)防、干預(yù)與治療提供有效的方案。

　　雞生蛋還是蛋生雞：腸道菌群紊亂與肌萎縮病變

　　腸道菌群的健康狀況與肌萎縮病變密切相關(guān)，二者之間的關(guān)系和相互作用形式錯(cuò)綜復(fù)雜。腸道菌群的多樣性、組成、菌群之間的互作關(guān)系以及它們的次生代謝物都與肌萎縮疾病有著千絲萬縷的聯(lián)系。同時(shí)，飲食結(jié)構(gòu)和生活環(huán)境等因素也在其中起到不容忽視的作用。研究發(fā)現(xiàn)肌萎縮的多種疾病都與腸道菌群的變化密切相關(guān)。重癥肌無力、炎性肌病、糖原貯積病、脊髓損傷以及惡病質(zhì)等多種肌萎縮疾病都與腸道菌群多樣性降低有關(guān)。但是肌萎縮性側(cè)索硬化癥與菌群多樣性的關(guān)系仍存在爭議。此外，疾病的進(jìn)展也會(huì)影響菌群的構(gòu)成和次生代謝物的水平，造成連鎖反應(yīng)。例如導(dǎo)致肌萎縮的法布里病所產(chǎn)生的代謝物質(zhì)的積累會(huì)導(dǎo)致以脆弱擬桿菌為代表的一部分致病菌在腸道內(nèi)過度繁殖，并影響健康微生物組成和含量，誘發(fā)菌群紊亂，導(dǎo)致短鏈脂肪酸水平下降，進(jìn)而損害腸道功能，影響肌肉健康。

　　看不見的藥廠：菌群代謝物與肌萎縮

　　不同種類的腸道微生物具有獨(dú)特的代謝特點(diǎn)，能夠分解人體腸道中的物質(zhì)產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物。這些由腸道微生物合成的次生代謝物會(huì)參與人體復(fù)雜的生理與生化反應(yīng)。廣東省科學(xué)院微生物研究所謝黎煒研究員團(tuán)隊(duì)近期在SCIENCE CHINA-Life Sciences期刊發(fā)表的研究成果進(jìn)一步證實(shí)，在肌萎縮發(fā)生和發(fā)展的過程中，血清和骨骼肌內(nèi)丁酸含量的動(dòng)態(tài)變化可能通過Mct1轉(zhuǎn)運(yùn)體影響骨骼肌干細(xì)胞（也稱為肌衛(wèi)星細(xì)胞）的穩(wěn)態(tài)以及骨骼肌的再生潛能。除丁酸鹽以外，圍繞肌萎縮的研究還發(fā)現(xiàn)，通過藥物、改善飲食、糞菌移植、探針電刺激、益生菌補(bǔ)充等手段可以重構(gòu)腸道菌群，尤其是健康腸道微生物的多樣性，增加如β-丙氨酸、兒茶酸等菌群代謝物質(zhì)，從而改善神經(jīng)與肌肉的功能。

　　親賢臣，遠(yuǎn)小人：益生菌如何治療與緩解肌萎縮

　　近年來，眾多臨床和基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)研究顯示了益生菌在防治肌萎縮方面的應(yīng)用價(jià)值。研究指出乳酸桿菌、雙歧桿菌等益生菌可以改善腸道微環(huán)境，并有效緩解重癥肌無力的癥狀。同時(shí)，通過益生菌與藥物的聯(lián)合使用，可以有效控制乃至逆轉(zhuǎn)包括惡病質(zhì)在內(nèi)的肌萎縮。此外，益生菌還可以觸發(fā)保護(hù)性免疫反應(yīng)，幫助脊髓損傷的個(gè)體恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力。

　　總結(jié)與展望

　　近年，眾多研究成果揭示腸道菌群調(diào)控在防治肌萎縮相關(guān)疾病方面的應(yīng)用前景。但仍需開展深入的臨床前機(jī)制研究，來啟發(fā)與推動(dòng)創(chuàng)新性的肌萎縮防治方案。同時(shí)，針對(duì)包括法布里病、炎性肌病以及糖原貯積病在內(nèi)的肌源性肌萎縮疾病，需要基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)研究與臨床研究，來進(jìn)一步闡明腸道菌群在相關(guān)疾病發(fā)生和發(fā)展過程中的作用機(jī)理，并探索在此過程中菌群的組成和結(jié)構(gòu)以及與宿主的互作機(jī)制，進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用于疾病輔助治療的功能性微生態(tài)制劑，為疾病的臨床治療開辟新的治療策略。

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100479

（省科學(xué)院微生物所/供稿）