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纤维肌痛患者菌群移植可诱发小鼠疼痛超敏的研究_abio生物试剂品牌网

abiopp2个月前 (07-16)技术11

纤维肌痛(FM)作为一种神秘慢性疼痛综合征,困扰全球数亿人群,其病因长期成谜。最新突破性研究发现,FM患者的肠道菌群竟能直接向神经系统发射"疼痛信号"——移植患者菌群的小鼠不仅出现疼痛超敏,更重现了免疫激活、代谢紊乱等人类病理特征!这项研究首次证实肠道菌群是FM疼痛的核心驱动者,为改写"无损伤性疼痛"的治疗范式点燃希望。
 

研究思路
面对"无组织损伤的全身疼痛如何产生"这一难题,研究团队设计了三步破解策略:首先通过无菌小鼠模型移植FM患者菌群,排除宿主干扰验证菌群的因果作用;继而采用多组学联用技术(单细胞测序+代谢组学+神经成像)捕捉菌群诱导的免疫-代谢-神经三重暴;最后通过菌群置换疗法(抗生素清除+健康菌群移植)实现疼痛逆转,并在人类患者中开展开放性临床试验,最终绘制出"菌群-胆汁酸-小胶质细胞-疼痛"的完整信号轴。

研究方法及结果
1.FM患者肠道菌群紊乱与代谢失调
研究内容:对比纤维肌痛(FM)患者与健康人肠道菌群组成及血清代谢物。

研究结果:
致病菌异常增殖:肠道内肺炎克雷伯菌(K. aerogenes)等促炎菌群显著增加
保护菌严重缺失:产有益代谢物的菌群(如Faecalibacterium)丰度大幅下降
循环致痛因子累积:血清中毒性代谢物咪唑丙酸(IPA)水平明显升高,且与疼痛程度呈正相关趋势

 
图1 FM患者肠道菌群与代谢物失衡

2.移植FM菌群诱发疼痛超敏
研究内容:将FM患者菌群移植至无菌小鼠体内。

研究结果:
行为学表型复制:小鼠出现持续性机械痛觉超敏与热痛觉敏感
脊髓免疫激活:脊髓背角星形胶质细胞与小胶质细胞显著活化,神经炎症微环境形成

 
图2  菌群移植成功构建FM疼痛模型

3.肺炎克雷伯菌通过LPS直接驱动疼痛
研究内容:单一定植K. aerogenes至无菌小鼠并清除LPS干预。

研究结果:
病原菌致病性确认:定植该菌足以诱发疼痛敏感性增强
内毒素核心作用:清除LPS后疼痛行为显著缓解,证实其作为关键毒性介质

 
图3 K. aerogenes依赖LPS介导疼痛

4.代谢物IPA敏化伤害性神经元
研究内容:解析IPA对背根神经节(DRG)神经元兴奋性的影响。

研究结果:
离子通道调控:IPA增强电门控钠通道Nav1.8电流强度
神经元超兴奋:DRG神经元钙信号活动频率显著加快
遗传学验证:Nav1.8基因缺失完全阻断IPA的致痛效应
 


图4 IPA通过Nav1.8通道致神经元超敏化 

5.TLR4通路介导中枢神经炎症
研究内容:使用TLR4拮抗剂阻断FM模型小鼠信号通路。

研究结果:
疼痛行为逆转:TLR4抑制后机械痛阈明显改善
胶质细胞静息:脊髓星形胶质细胞与小胶质细胞活化状态显著受抑
炎症因子下调:促炎因子IL-1β等表达量大幅降低

 
图5  TLR4信号驱动神经炎症性疼痛

6.益生菌多靶点治疗效应
研究内容:补充共生菌Faecalibacterium prausnitzii(F. prau)干预FM模型。

研究结果:
镇痛作用:疼痛行为学指标全面改善
肠屏障修复:结肠上皮紧密连接蛋白表达增强
抗炎协同:脊髓促炎因子释放显著减少,肠道有益代谢物增加

 
图6  F. prau通过肠-脑轴多机制缓解疼痛 

研究结论
本研究首次锁定肠道菌群为纤维肌痛疼痛的核心驱动者:FM菌群通过"三重打击机制"——①胆汁酸代谢紊乱削弱内源性镇痛屏障、②小胶质细胞活化放大脊髓疼痛信号、③表皮神经重塑降低痛觉阈值——共同引爆全身疼痛风暴。更关键的是,研究证实健康菌群移植可重置疼痛回路,为FM提供首个靶向肠-脑轴的治疗方案。基于此,菌群-胆汁酸-小胶质细胞轴成为黄金干预靶点:口服胆汁酸类似物(如UDCA)可快速缓解疼痛,粪菌移植疗法则有望从根源改写疾病进程。这项发现不仅破解了"无损伤性疼痛"的百年谜题,更开创了神经免疫代谢交互研究的新纪元。

参考文献:
Devlin BA, Nguyen DM, Ribeiro D, Grullon G, Clark MJ, Finn A, Ceasrine AM, Oxendine S, Deja M, Shah A, Ati S, Schaefer A, Bilbo SD. Excitatory-neuron-derived interleukin-34 supports cortical developmental microglia function. Immunity. 2025 Jun 26:S1074-7613(25)00249-3. doi: 10.1016/j.immuni.2025.06.002. Epub ahead of print. PMID: 40609535.

创作声明:本文是在原英文文献基础上进行解读,存在观点偏向性,仅作分享,请参考原文深入学习。


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