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肠道菌群耗竭延缓躯体周围神经发育，损害神经肌肉接点成熟
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肠道菌群耗竭延缓躯体周围神经发育，损害神经肌肉接点成熟

肠道菌群耗竭延缓躯体周围神经发育，损害神经肌肉接点成熟 微生物技术应用
2024-06-18
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导读：肠道菌群由多种共生微生物(如细菌、病毒、真菌和单细胞真核生物)组成，它们与宿主共同进化形成互利关系。

肠道菌群与周围神经系统发育关系获新突破

肠道菌群由细菌、病毒、真菌和单细胞真核生物等多种共生微生物组成，与宿主共同进化并形成互利关系。人体肠道微生物的定植始于出生，受分娩方式、喂养模式、母亲饮食、抗生素使用及益生菌摄入等因素影响。
近年来，“肠-脑轴”“肠-肝轴”“肠-心轴”等概念相继提出，揭示了肠道微生物群对远端器官功能的影响。其中，肠道菌群紊乱已被证实与多种神经退行性疾病、精神障碍密切相关。研究微生物群与中枢神经系统（CNS）的相互作用正成为热门科学领域，并有望推动新型疗法的发展。
微生物代谢产物如多肽和神经活性物质可影响中枢神经系统发育与功能，推测其对周围神经系统（PNS）亦具调控潜力。PNS起源于神经外胚层，伴随中胚层发育延伸，构成躯体运动、感觉及内脏调控系统。雪旺细胞、背根神经节神经元等均由神经嵴分化而来，外周神经与骨骼肌形成功能耦联单元。
目前尚无研究明确肠道菌群是否参与健康状态下躯体PNS的发育调控。尽管其对肠神经系统（ENS）的作用已较清晰，但对躯体神经及其靶组织的影响仍待阐明。本研究填补了这一空白，首次揭示肠道菌群在躯体PNS发育中的关键作用。

研究揭示肠道菌群缺失损害神经与肌肉连接

意大利帕多瓦大学分子医学系团队在《Gut Microbes》发表题为“Gut microbiota depletion delays somatic peripheral nerve development and impairs neuromuscular junction maturation”的研究成果，表明肠道菌群耗竭会延缓躯体周围神经发育，并破坏神经肌肉接点成熟，为理解微生物群在PNS生理与病理过程中的作用提供新视角。
研究人员对比了三类小鼠模型：无菌（GF）、选择性定植12种细菌的OMM12小鼠，以及拥有天然复杂菌群（CGM）的小鼠，分析其新生儿至青年期的坐骨神经、背根神经节（DRG）和骨骼肌变化。

菌群缺失导致神经发育异常

形态学与体视学分析显示，GF小鼠的正中神经轴突直径减小、髓鞘增厚、无髓纤维缩小。转录组数据表明，DRG和坐骨神经中多个发育及髓鞘相关基因表达失调。值得注意的是，神经调节蛋白1（NRG1）III型在GF小鼠中过度表达，该蛋白是雪旺细胞启动髓鞘形成的必要信号；同时，关键转录因子Egr2也显著上调，提示髓鞘化调控机制紊乱。

神经肌肉接头受损与肌肉萎缩

GF状态还导致骨骼肌组织萎缩，神经肌肉接头（NMJ）结构异常，相关基因表达失衡。结果表明，肠道菌群缺失直接影响神经与肌肉的功能整合。

提出“肠道菌群-周围神经系统轴”新概念

该研究首次证实肠道微生物群对躯体PNS正常发育及其与骨骼肌功能连接具有调节作用，提出存在“肠道菌群-PNS轴”。这一发现拓展了微生物群跨系统调控的认知边界。
已有证据显示，肠道菌群在创伤性神经损伤后的再生与功能恢复中发挥重要作用。本研究进一步支持基于微生物干预的治疗策略，为改善周围神经系统疾病预后提供了理论基础和潜在方向。
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