天坛医院王群教授团队Journal of Neuroinflammation揭示IPA调控脑卒中后神经炎症的新机制
近日,首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心王群教授、吴建平教授联合中国科学院动物研究所唐铁山教授团队在国际期刊Journal of Neuroinflammation发表题为“Microbiota-derived IPA mitigates post-stroke neuroinflammation by inhibiting TREM2-dependent pyroptosis”的研究论文。该研究深入阐释了肠道微生物代谢产物吲哚-3-丙酸(IPA)在脑卒中后神经保护中的作用机制,为脑卒中的治疗提供了新的靶点。首都医科大学附属北京天坛医院陈俊敏主治医师为第一作者,首都医科大学附属北京天坛医院王群教授、吴建平教授和中国科学院动物研究所唐铁山教授为共同通讯作者。
缺血性脑卒中是全球导致长期残疾的首要原因,给患者家庭和社会带来了巨大的负担。目前,针对改善长期恢复的有效治疗方法仍然匮乏。近年来,肠-脑轴在神经系统疾病中的作用备受关注。本研究通过16S rRNA测序和宏基因组测序技术,发现脑卒中模型小鼠在发病后出现明显的肠道菌群失调,其中具有益生作用的Duncaniella muris(D.muris)菌显著减少,而条件致病菌Escherichia coli(E.coli)则明显增多。进一步代谢组学分析显示,脑卒中后色氨酸代谢通路发生显著紊乱。研究人员发现,神经毒性代谢产物吲哚-3-乳酸(ILA)水平升高,而具有神经保护作用的IPA水平下降,这种变化与肠道菌群密切相关。研究发现,补充D.muris能够将神经毒性代谢物ILA转化为神经保护性代谢物IPA,显著提高血清和脑组织中的IPA水平,从而改善脑卒中后的神经功能恢复。
在机制研究方面,团队发现IPA能够显著促进小胶质细胞向抗炎表型极化,抑制促炎因子的释放。IPA通过上调TREM2的表达,抑制NLRP3炎症小体的活化,进而减少caspase-1的激活和GSDMD介导的焦亡。研究还发现,IPA对脑卒中后的神经保护作用依赖于TREM2通路的激活,体现了IPA通过调控神经炎症促进脑卒中恢复的重要机制。
该研究首次揭示了D.muris-IPA-TREM2-焦亡轴在脑卒中后神经炎症中的关键作用,不仅深化了对肠-脑轴在脑卒中病理过程中作用机制的理解,也为开发微生物靶向治疗提供了新的思路。未来可能通过补充益生菌D.muris或直接使用IPA类似物,为脑卒中患者提供新的治疗策略。
图1 微生物来源的IPA通过抑制TREM2依赖性焦亡减轻脑卒中后神经炎症
该研究受国家自然科学基金项目(U24A20695,82501758和82371449)、国家重点研发计划项目(2022YFC2503800,2023YFA1801904和2025YFA1805102)、北京市自然科学基金项目(7232045和Z200024)以及河北省医学科研项目(20221060)支持。
王群 教授
首都医科大学附属北京天坛医院
医学博士,首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心教授、主任医师、博士生导师及首席科学家,郑州大学第一附属医院神经精神医学部主任及神经内科主任。北京市海外高层次引进人才(海聚工程)及北京市特聘专家。国家重点研发项目首席科学家。长期从事癫痫、脑血管病相关研究工作,主持国家科技部重点专项2项,国家自然科学基金重点项目1项及面上项目3项,国家留学基金委国际合作创新团队项目1项。发表学术论文200余篇,其中SCI收录130余篇,获批国家发明专利多项,主编(译)著作多部。中华医学会神经病学分会脑电图与癫痫学组副组长,中国抗癫痫协会常务理事及神经调控、药物治疗及神经重症专委会副主任委员。中国卒中学会神经调控分会副主任委员及脑血管病转化医学分会常委。中国神经科学学会神经系统疾病基础与临床分会常委。
陈俊敏 医师
首都医科大学附属北京天坛医院
医学博士,神经病学博士后、主治医师。首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心主治医师。长期从事癫痫、脑血管病相关研究工作,主持国家自然科学基金1项,省部级课题2项,参与国家级重点课题1项、省部级课题3项。发表SCI文章16篇,其中第一及通讯作者SCI文章8篇(中科院一区4篇)。获得省部一等奖1项,二等奖1项。
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撰稿|王群
审稿人|王拥军

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