由细菌产生的卷曲淀粉样蛋白促进神经元中a-synuclein的聚集，导致线粒体应激和功能下降以及神经元退化。
(原新闻稿已于9月7日发布)
近年越来越多的研究证据显示，肠道微生物群对神经退化性疾病，如巴金森症（Parkinson’sDisease）和认知障碍症（Alzheimer’sDisease）的病情发展起着关键作用，但是对于细菌和宿主在分子机制下具体的相互作用却不甚了解。最近，由香港大学（港大）生物科学学院郑超固博士领导的团队，对上述机制的研究有了突破性的发展。团队发现由细菌产生的卷曲淀粉样蛋白纤维（Curliamyloidfibril）会促使宿主的神经元退化。
这项研究发现，细菌能够分泌卷曲淀粉样蛋白形成淀粉样纤维，这些纤维可以进入神经元，并推动神经元内的蛋白不适当地聚集，从而引致神经元退化。这项发现提供了直接的证据，指出抑制细菌分泌卷曲淀粉样蛋白，可能是预防神经退化性疾病的一种方法。研究结果最近于顶尖国际学术期刊《美国科学院院刊》（PNAS）中发表。
肠道微生物群的秘密武器
神经退化性疾病由神经元中的蛋白质聚集所引起。过去几年有不少研究显示，肠道细菌可能在神经退化性疾病的发病机制中起着重要作用：例如，抗生素治疗会杀死大部分的细菌，在小鼠模型中可以缓解巴金森症的症状。虽然「微生物群-肠-脑」连结的概念已被广泛接受，但科学家对调节神经退化性疾病进程的细菌分子，仍然知之甚少。
为了解答这疑问，郑博士的研究团队对大肠杆菌中的所有基因进行了遗传筛选，并利用「秀丽隐杆线虫（Caenorhabditiselegans）」作为巴金森症动物模型。秀丽隐杆线虫是一种用显微镜才能观察得到的模式动物，由于其结构简单而被科学家广泛地应用于生物学研究上。因为线虫以细菌为食，研究团队将其开发成一个研究细菌和宿主相互作用的重要工具。通过对细菌基因组的筛选，团队找出了38个能够促进神经退化的细菌基因，其中两个卷曲淀粉样蛋白的基因编码能形成淀粉样纤维，并被细菌分泌到胞外。研究人员发现由细菌产生的卷曲淀粉样蛋白能够进入神经细胞，促使其他淀粉样蛋白聚集，比如人源的α-synuclein蛋白不适当地聚集而导致神经元退化。通过这一机制，卷曲淀粉样蛋白可引发蛋白聚集而导致*性反应和线粒体功能障碍，最终导致神经元死亡。因此，如可以在遗传基因上剔除卷曲基因或者通过药物抑制卷曲蛋白的形成，都可以显著抑制柏金逊的症状，并提高神经元的功能。
针对神经退化性疾病的新疗法
研究团队进一步发现卷曲淀粉样蛋白也能在认知障碍症、肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症（Amyotrophiclateralsclerosis）和亨廷顿舞蹈症（HuntingtonsDisease）的动物模型中促使神经元退化。这意味着由细菌产生的卷曲淀粉样蛋白可能对一系列神经退化性疾病造成破坏性的影响。因此，如果以肠道菌群中的卷曲淀粉样蛋白作为靶点，可能对预防蛋白聚集引起的神经退化性疾病有治疗作用。
研究的第一作者汪辰吟博士提到一个有趣的发现：「我们发现绿茶提取物中的儿茶素（EGCG）可以在细菌中完全抑制卷曲淀粉样蛋白的产生，对神经元退化有很强的抑制效果。这说明饮用绿茶可能对预防神经退化性疾病有一定效果。」更重要的是，这项研究开发了细菌卷曲淀粉样蛋白纤维的药物靶点，为预防和治疗神经退化性疾病开启了新的研究方向。
郑博士表示：「这项工作为理解肠道菌群来源的分子，如何影响动物和人体的神经健康建立了一个新的范式。」
展望未来，郑博士希望能够继续研究其他由细菌产生的分子，发掘它们影响宿主神经元退化的分子机制。他表示：「这些对『细菌-宿主相互作用』的研究，将有助发现更多治疗神经退化性疾病的药物靶点。」
（左起）率领研究的香港大学生物科学学院郑超固博士和论文的第一作者、港大博士后研究员汪辰吟博士。
相关研究论文：《美国科学院院刊》(PNAS)
“Wang,C.,Lau,C.Y.,Ma,F.,andZheng,C.Genome-widescreenidentifiescurliamyloidfibrilasabacterial