西安交大｜揭示肠道菌群影响抑郁症患者认知障碍的新机制- 大数跨境

全球生物科技

2025-01-03

导读：肠道微生物群和胆汁酸代谢的异常与抑郁症患者的认知功能障碍之间存在密切联系。

撰文｜陈思 GBT团队

近年来，抑郁症的治疗研究不仅关注传统的神经递质失衡理论，更逐步关注肠道微生物、胆汁酸代谢等可能影响大脑健康的生物学机制。科学家们发现，肠道微生物群和胆汁酸代谢的异常与抑郁症患者的认知功能障碍之间存在密切联系。这一发现为抑郁症的认知障碍治疗提供了新的视角。

西安交通大学第一附属医院马现仓、高媛等人在 Translational Psychiatry 期刊发表了题为：Gut microbiota dysbiosis promotes cognitive impairment via bile acid metabolism in major depressive disorder 的研究论文。

该研究表明，肠道微生物群失调通过胆汁酸代谢促进重度抑郁障碍患者的认知障碍，揭示了抑郁症认知表型中的肠-脑轴相互作用，提示了通过靶向肠道菌群和胆汁酸代谢来治疗抑郁症相关认知障碍的潜在策略。

1. 抑郁症与认知功能障碍

抑郁症通常以情绪低落、兴趣丧失、无力感为主要表现，然而，除了情绪症状，抑郁症患者常常还会出现显著的认知功能障碍。认知功能障碍包括注意力不集中、记忆力减退、决策能力受限等，这些问题会严重影响患者的生活质量和工作能力。虽然当前的抗抑郁药物对缓解情绪症状有效，但对于认知功能的改善效果并不理想。这一现象促使科学家们重新审视抑郁症的生物学基础，探索是否有其他机制在影响认知功能。

2. 肠道微生物与胆汁酸：肠脑轴的关键角色

肠道微生物与大脑的相互作用

肠道微生物群通过“肠脑轴”与大脑进行双向通信。肠道微生物群不仅参与消化过程，还能够通过代谢产物影响大脑的功能。研究表明，肠道微生物群的失衡可能会影响大脑的情绪和认知功能，甚至与抑郁症等心理疾病的发展密切相关。例如，肠道微生物能够通过产生短链脂肪酸（SCFAs）、血清素等化学物质影响神经系统的功能。

在本研究中，科学家们发现一些特定的肠道微生物种类与认知障碍呈显著相关性。例如，Lachnospiraceae 和 Ruminococcaceae等肠道菌群，这些微生物能够参与产生血清素和短链脂肪酸，这些物质与认知功能密切相关。研究还表明，抑郁症患者这些菌群的丰度较低，而一些可能导致认知功能下降的微生物，如大肠埃希菌（Escherichia coli）的丰度则较高。

胆汁酸的作用与代谢

胆汁酸是由肝脏合成的，主要功能是帮助消化脂肪，但它们不仅仅局限于消化系统。胆汁酸通过刺激肠道中的胆汁酸受体，调节肠道微生物群的组成和代谢，同时影响宿主的代谢过程。胆汁酸还可以通过肠脑轴直接作用于大脑，影响神经功能。

在这项研究中，研究者发现抑郁症患者的胆汁酸代谢存在明显异常。与健康对照组相比，抑郁症患者体内一些主要胆汁酸（如GCDCA和TCDCA）显著上升，而另一些（如TCA、LCA、GLCA等）则显著下降。这种代谢失调不仅与认知功能障碍相关，也提示胆汁酸的代谢可能是抑郁症发病机制的重要一环。

3. 肠道微生物与胆汁酸代谢的交互作用

代谢失调与认知障碍的关系

这项研究深入探讨了胆汁酸与肠道微生物群如何共同作用，导致抑郁症患者的认知功能障碍。研究表明，胆汁酸的代谢与肠道微生物之间的相互作用可能会引发一系列复杂的生物学过程，从而影响大脑功能。具体来说，某些肠道微生物可以通过转化胆汁酸，改变它们的结构，进而影响胆汁酸的生物学活性。例如，肠道中的Lachnospiraceae、Ruminococcaceae等微生物，能够通过代谢胆汁酸而产生对大脑有重要作用的二级胆汁酸。

研究还发现，肠道微生物失调和胆汁酸代谢异常，可能通过促进炎症反应，进一步加重抑郁症的症状。比如，GLCA和GUDCA等胆汁酸的水平变化与抑郁症相关的炎症因子（如IL6、IL17）的浓度变化密切相关。这表明，胆汁酸的代谢失衡不仅影响认知功能，还可能通过炎症途径加剧抑郁症的症状。

肠道微生物、胆汁酸与认知功能：一个复杂的网络

从这项研究的发现来看，肠道微生物和胆汁酸代谢之间存在复杂的交互作用，共同影响认知功能。这一机制通过多种途径发挥作用：

1. 肠道微生物通过改变胆汁酸代谢，影响肠道和大脑的信号传递。例如，胆汁酸的代谢产物能够影响神经递质的合成与释放，进而影响认知功能。

2. 胆汁酸代谢的异常可能通过促发炎症反应，进而影响大脑功能。炎症因子的增加可能导致大脑功能的进一步损伤，影响情绪和认知状态。

3. 肠道微生物的失调直接导致代谢产物（如短链脂肪酸、血清素等）的变化，这些物质对于大脑的功能至关重要。研究表明，某些微生物群体的减少与认知功能的下降密切相关。

4. 对未来治疗的启示：调节肠道微生物与胆汁酸代谢

基于这些研究结果，调节肠道微生物群或直接干预胆汁酸代谢，可能成为治疗抑郁症认知障碍的新方法。研究指出，某些胆汁酸（如TUDCA和GUDCA）具有抗炎、抗氧化、神经保护等多种作用，这些物质在动物模型中已经表现出对认知功能的保护作用。未来的研究可以进一步探索如何通过调节肠道微生物群或使用这些有益的胆汁酸，来改善抑郁症患者的认知症状。