鼠魏永菌对肠道微生物群的调节作用,通过微生物产生的代谢物,有助于增强机体对 EAE 病原体的抵抗力

原创
来源:龚茂雪
2026-08-14 17:03:45
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核心提示:本研究结合多组人群肠道测序数据、动物模型与细胞实验,探究人源鼠韦荣菌调控神经炎症的机制。人群队列证实多发性硬化患者肠道韦荣菌丰度显著偏低;基于 EAE 小鼠模型发现,V. ratti 可重塑盲肠菌群,下调磷脂降解类微生物,提升全身与中枢 DOPE 脂质水平。DOPE 能够抑制小胶质细胞过度活化,减少致病性 CD4⁺T 细胞浸润,缓解中枢脱髓鞘炎症。该研究揭示肠脑轴脂质调控通路,提出益生菌干预神经自身免疫病的新思路。

引言

多项人群肠道测序队列发现多发性硬化(MS)患者肠道韦荣菌丰度显著降低,提示该菌具备神经保护潜力,但菌群调控中枢炎症的分子通路尚不清晰。EAE 是模拟 MS 的经典动物模型,中枢活化小胶质、Th1 T 细胞是核心致病因素。现有研究未能明确韦荣菌调控肠脑轴关键代谢分子,基于此,本研究结合人群数据分析、动物模型、细胞实验完整解析作用机制。

基于多地区人群肠道 16S 与宏基因组测序数据集、EAE 自身免疫脑脊髓炎小鼠动物模型、肠道微生物宏基因组、非靶向脂质代谢组,结合体外小胶质细胞炎症诱导实验与 DOPE 单独给药干预实验,解析 V.ratti 调控肠脑轴、缓解神经炎症的完整分子通路。

研究内容

 V. ratti MHL0042 能够降低 EAE 的严重程度以及脱髓鞘现象的发生: EAE 小鼠灌胃鼠韦荣菌 MHL0042,持续干预后小鼠临床瘫痪评分、累积发病评分显著降低;脊髓组织 Luxol 快蓝染色结果显示,实验组髓鞘脱失面积大幅缩减,直观证明该菌株能够有效缓解自身免疫脑脊髓炎整体病变程度。

Fig. 1: Administration of Veillonella ratti MHL0042 protects mice from developing severe experimental autoimmune encephalomyelitis.

1:通过接种 Veillonella ratti MHL0042 菌株,可以保护小鼠免受严重的实验性自身免疫性脑脊髓炎的发生。

V. ratti MHL0042 EAE 发病过程中能够调节肠道微生物群的状态:研究以小鼠多段肠道内容物开展菌群测序,发现盲肠是菌群重塑核心区域。该菌株显著下调颤螺菌科等关键枢纽菌群丰度,改变肠道微生物互作网络,重塑整体群落结构,且菌群改变特征可同步体现在结肠、粪便远端肠段。

Fig. 1: Administration of Veillonella ratti MHL0042 protects mice from developing severe experimental autoimmune encephalomyelitis.

2:三组动物胃肠道各区域的肠道微生物群差异比较。

Fig. 3: Association between network hub taxa and co-modulated microbial communities in Veillonella ratti MHL0042-treated experimental autoimmune encephalomyelitis mice cecum.

3:网络中心物种与 Veillonella ratti MHL0042 处理过的实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠盲肠中协同调节的微生物群落之间的关联。

V. ratti MHL0042 administration suppresses neuroinflammation in EAE菌株干预可特异性抑制中枢 MOG 特异性 IFN-γ致病性 CD4T 细胞增殖,降低脊髓 IL-17ATNF-αIL-6 等多种促炎因子 mRNA 与蛋白表达,减轻中枢免疫细胞浸润,从适应性免疫层面抑制脑部自身炎症反应。

Fig. 4: Treatment with Veillonella ratti MHL0042 modulates the central nervous system immune environment.

4Veillonella ratti MHL0042 的处理能够调节中枢神经系统的免疫环境。

V. ratti MHL0042 药物能够抑制 EAE 模型中的神经炎症:免疫荧光结果显示,给药小鼠脊髓 Iba1CD68活化小胶质细胞数量、荧光强度明显下降,小胶质细胞活化水平被显著抑制;小胶质作为中枢固有免疫细胞,其活性降低直接减轻脱髓鞘相关神经炎症损伤。

Fig. 5: Veillonella ratti MHL0042 treatment suppresses microglia activation in experimental autoimmune encephalomyelitis mice.

5Veillonella ratti MHL0042 的处理能够抑制实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠中的小胶质细胞激活。

基于代谢组学和宏基因组的功能分析表明,经过 V. ratti MHL0042 处理后,盲肠微生物组的结构发生了重构,同时体内也产生了由微生物群产生的代谢物:联合宏基因组与非靶向代谢组分析,该菌株下调肠道 pldA 磷脂降解相关菌群基因,减少磷脂分解代谢,使二油酰磷脂乙醇胺(DOPE)在盲肠大量富集;菌群结构重塑与脂质代谢物积累存在直接调控关联。

Fig. 6: Comparison of cecal metabolites and associated microbial functional genes across groups.

6:不同群体之间盲肠代谢物及其相关微生物功能基因的对比。

来自肠道微生物群的代谢物 DOPE 能够抑制多发性硬化症的发病过程以及小胶质细胞的激活:单独腹腔 / 口服 DOPE 干预 EAE 小鼠,可复刻 V. ratti 的保护效果,显著降低临床瘫痪评分、减少脊髓髓鞘损伤,同时抑制中枢活化小胶质细胞,证实 DOPE 是介导肠道菌群缓解神经炎症核心效应代谢物。

Fig. 7: Amelioration of experimental autoimmune encephalomyelitis symptoms and suppression of microglia activation by dioleoyl phosphatidylethanolamine treatment.

7:通过双油酰磷脂酰乙醇胺处理,可缓解实验性自身免疫性脑脊髓炎的症状,并抑制小胶质细胞的激活。

DOPE 能够抑制激活的小胶质细胞所引发的炎症性质:体外 IFN-γ 刺激小胶质细胞模型中,DOPE 处理显著下调 NF-κBTNF 炎症通路相关促炎基因表达,降低 IL-1βCCL2 等炎症介质分泌,同时上调稳态小胶质标志物,直接阻断小胶质过度活化引发的炎症级联反应。

Fig. 8: Inhibition of microglia activation and pro-inflammatory cytokine production by DOPE treatment in vitro.

8DOPE 处理在体外抑制小胶质细胞活化和促炎细胞因子产生。

结论

肠道韦荣菌可通过重塑宿主肠道菌群、调控磷脂代谢产生 DOPE 脂质,经肠脑轴抑制中枢小胶质过度活化与致病性 T 细胞浸润,显著缓解 EAE 模型神经脱髓鞘炎症。研究阐明菌群脂质代谢调控神经自身免疫的全新机制,证实益生菌及其衍生脂质代谢物可作为多发性硬化干预靶点,为神经免疫疾病的肠道微生态疗法提供新思路。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s12276-026-01779-z

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