近日,东南大学附属中大医院神经内科任庆国教授团队在国际著名期刊《Brain, behavior, and immunity》(IF:19.227)在线发表了题为“Intestinal dysbiosis mediates cognitive impairment via the intestine and brain NLRP3 inflammasome activation in chronic sleep deprivation”的论著,提出了菌群失调通过肠道、脑NLRP3炎症小体激活在慢性睡眠剥夺所导致的认知障碍中的作用。东南大学医学院赵娜、陈秋谷和陈秀为论文共同第一作者,任庆国教授为论文通讯作者。
据介绍,良好睡眠有利于最佳的认知功能,包括决策、注意力、学习和各种类型的记忆。基于临床和基础实验研究的大量证据表明,睡眠障碍会导致认知障碍,并可能增加患阿尔茨海默病 (AD) 的风险。越来越多的证据表明,微生物-肠-脑轴参与睡眠剥夺引起的认知障碍,但微生物、肠道、大脑相互关系及其如何参与认知障碍,目前仍不清楚,明确其内在关系对于了解睡眠剥夺所致认知障碍的机制至关重要。
该研究首次提出NLRP3炎症小体作为微生物-肠-脑轴中的关键调节因子在睡眠剥夺(SD)引起的认知障碍中发挥重要作用。研究者发现慢性睡眠剥夺诱导小鼠肠道菌群失调,激活肠道和大脑NLRP3炎性小体,炎症因子入血,破坏肠/血脑屏障,损害认知功能。移植“SD菌群”几乎可以模拟所有慢性睡眠剥夺引起的病理和行为变化。此外,对于NLRP3基因敲除小鼠,慢性睡眠剥夺引起的行为和病理异常都得到了改善。接下来研究者分别下调肠道和海马区NLRP3的表达,结果表明的下调海马区的NLRP3可以抑制神经炎症,改善慢性睡眠剥夺引起的突触损伤和认知障碍。更有趣的是,在慢性睡眠剥夺小鼠中,下调肠道中NLRP3的表达可以保护肠道屏障,降低血液炎性因子的水平,并且下调大脑中NLRP3的表达,改善认知功能。该研究表明肠道菌群的改变是慢性睡眠剥夺的一个始动因素,它通过激活肠道内NLRP3炎症小体诱导的肠道屏障的破坏,使炎症因子释放入血,随后外周炎性因子水平增高,进一步通过受损血脑屏障激活中枢神经系统NLRP3炎性小体,进而导致突触损伤,认知障碍。
该研究得到了国家自然科学基金面上项目资助。(蔡逸秋 崔玉艳)