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中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所/深港脑科学创新研究院陈宇课题组于2024年1月24日在Gut Microbes上在线发表了题为“Gut microbiota-driven metabolic alterations reveal gut–brain communication in Alzheimer’s disease model mice”的研究论文。研究团队报道了AD小鼠中肠道微生态的改变特征及其驱动的外周－中枢代谢图谱变化，揭示了肠道菌群在病理压力下的“脑-肠轴”作用机制。

在本研究中，课题组使用多组学技术检测并比较了AD和野生型（WT）小鼠从外周到中枢的微生态和代谢图谱。首先，研究人员采用复杂网络策略解析了阿尔茨海默症（AD）和野生型（WT）小鼠的肠道微生态结构。结果发现，相较于WT小鼠，AD小鼠的肠道驱动菌发生了明显改变，且菌群网络密度显著升高（图1）。其次，研究人员使用统计学和正交矫正偏最小二乘法判别分析模型，分析了AD和WT小鼠从外周到中枢的代谢图谱（图1）。结果发现，AD小鼠的胆汁酸类（如脱氧胆酸和异脱氧胆酸）和不饱和脂肪酸类（如11Z二十碳烯酸和棕榈油酸）代谢物的水平显著区别于WT小鼠。

图1. 小鼠的肠道菌群复杂网络与外周-中枢代谢关联图谱

图2. 小鼠肠道驱动菌对粪便、血清和大脑皮层代谢物水平的贡献，及其通过代谢与AD发生间的关系

综上所述，本研究通过整合微生物组和代谢组，系统地阐述了肠道菌群驱动的从外周到大脑的代谢变化特征，揭示了肠道菌群对宿主致病因素的适应和反馈机制，扩展了人们对菌群-代谢产物-脑轴的理解，并为开发针对肠脑交流的AD干预和治疗提供了新的方向。

深圳先进院陈宇研究员为该论文的通讯作者，助理研究员陈艺菁和李寅虎为共同一作，深圳先进院为论文第一单位。感谢科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金等研究计划对本项研究的资助。