摘要：肠道微生物组作为人体内复杂的共生生态系统，通过代谢产物介导的微生物-肠-脑轴双向通讯，对神经系统的稳态维持与损伤修复发挥关键调节作用。乌克兰国家科学院博格莫莱茨生理研究所Olha Kostiuchenko团队联合波兰科学院生物化学与生物物理研究所的综述研究系统
The role of gut microbiota metabolites in the regeneration and protection of nervous tissue: a narrative review
肠道微生物代谢物在神经组织再生和保护中的作用：叙述性综述
肠道微生物组作为人体内复杂的共生生态系统，通过代谢产物介导的微生物-肠-脑轴双向通讯，对神经系统的稳态维持与损伤修复发挥关键调节作用。乌克兰国家科学院博格莫莱茨生理研究所Olha Kostiuchenko团队联合波兰科学院生物化学与生物物理研究所的综述研究系统阐明，肠道微生物代谢物（主要包括短链脂肪酸、吲哚衍生物及维生素等）通过多靶点机制参与神经保护与再生过程。
短链脂肪酸（SCFAs）作为结肠微生物发酵膳食纤维的核心代谢产物，能够穿透血脑屏障调节中枢能量代谢。其神经保护效应源于三重分子机制：丁酸通过抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）诱导表观遗传重编程，上调超氧化物歧化酶等抗氧化基因表达，减轻神经元氧化损伤；丙酸可显著降低脂多糖刺激下的IL-6分泌，抑制小胶质细胞异常活化；同时丁酸通过增加occludin、ZO-1等紧密连接蛋白表达，有效增强血脑屏障完整性，阻止神经毒性物质渗透。吲哚衍生物作为色氨酸代谢的关键终产物，通过激活芳香烃受体（AhR）信号通路发挥神经炎症调控功能。在阿尔茨海默病模型中，吲哚-3-丙酸被证实可抑制核因子κB炎症通路，减少β淀粉样蛋白沉积并阻遏tau蛋白过度磷酸化。该代谢物还通过调节小胶质细胞表型，防止海马区抑制性突触的异常修剪，维持神经元网络稳定性。
在神经再生领域，微生物代谢物表现出多维促进作用。短链脂肪酸直接刺激神经前体细胞增殖，而吲哚-3-乳酸通过激活细胞外信号调节激酶（ERK）通路，增强神经生长因子介导的神经元分化效率。丙酸显著上调生长相关蛋白43（GAP-43）表达水平，加速背根神经节轴突再生进程。值得注意的是，丁酸能促进成熟少突胶质细胞（Olig2⁺CC-1⁺表型）分化，有效逆转溶磷脂诱导的脱髓鞘病变。突触可塑性调控是微生物代谢物的另一重要功能。丁酸处理可增加前额叶皮层蘑菇状树突棘比例，此类突触结构对长时程记忆存储至关重要。在自闭症谱系障碍模型中，吲哚-3-丙酸通过ERK1信号通路恢复海马区抑制性突触传递功能，改善社会行为认知缺陷。
当前研究仍存在显著局限。真菌源性代谢物（如β-1,3-葡聚糖）及古菌代谢产物的神经调节机制尚未明确，且代谢物效应呈现浓度依赖性——生理浓度SCFAs具有神经保护作用，而高浓度反而促进炎症反应。代谢物在体内的吸收动力学与血脑屏障穿透效率仍需系统解析。Kostiuchenko团队强调，未来研究需整合微生物组学、神经科学与临床医学等多学科方法，重点开发靶向性益生菌制剂（如Akkermansia muciniphila）及标准化代谢产物干预方案，推动神经退行性疾病治疗策略的临床转化。深化对微生物-肠-脑轴作用网络的认知，将为神经系统再生医学开辟创新路径。
引用本文：Kostiuchenko O, Lushnikova I, Skibo G. The role of gut microbiota metabolites in the regeneration and protection of nervous tissue: a narrative review. Regen Med Rep. 2024;1(1):12-30. DOI: 10.4103/REGENMED.REGENMED-D-24-00004.
DeepSeek回答精选（仅供参考）
来源：中国神经再生研究杂志
