肠道菌群经由LPS所致脑Tau及Aβ病理改变在鼠老年癫痫发生中的作用
批准号:
82071460
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
王玉
依托单位:
学科分类:
神经电活动异常与发作性疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王玉
中文摘要
大脑老化过程中伴随肠道菌群产生脂多糖内毒素(LPS)的增高,LPS通过TLR4受体激活小胶质细胞/巨噬细胞产生大量促炎因子,进而引起Tau及Aβ病理改变,且LPS、促炎因子和Tau及Aβ均有促痫和促老化作用。新近重要文献报道肠道菌群紊乱是老化的重要原因且与癫痫密切相关。结合我们前期研究将青年鼠粪菌移植至自发性痫样放电老年鼠可显著抑制后者自发性痫样放电,反之将老年鼠粪菌移植至青年鼠则后者出现自发性痫样放电。据此,我们假说:LPS通过TLR4受体慢性激活巨噬细胞/小胶质细胞释放促炎因子,进而导致Tau和Aβ增高,促发老年癫痫的产生。本研究应用粪菌移植、受体阻断、细胞耗竭、Tau改变等方法在“肠道菌群-LPS-TLR4-小胶质细胞/巨噬细胞-促炎因子-Tau/Aβ-神经元”传导通路相应层面进行干预,观察其对老年鼠癫痫及其干预层面下游的影响,初步明确肠道菌群改变在老年癫痫发生中的作用及其炎症机制。
英文摘要
Brain aging is accompanied with an increase of lipopolysaccharides (LPS) secereted from gut microbiota. LPS activates microglia/macrophages through TLR4 to produce amount of pro-inflammatory cytokines causing pathological changes of Tau and Aβ. And LPS, pro-inflammatory cytokines and Tau and Aβ all have pro-epileptic and pro-aging effects. Most recent and important literatures reported that disturbance of gut microbiota is the critical cause of aging and the disturbance of gut microbiota is closely related with epilepsy. In combination with our preliminary results that spontaneous spikes were reduced in aged mice after being transferred with fecal bacteria from young mice, whereas the seizure threshold was decreased and even the spontaneous appeared in young mice after being transferred with fecal bacteria from aged mice. Thus, we hypothesizes that LPS chronically activates macrophages/microglia via TLR4 receptor, and the macrophages/microglia then release proinflammatory cytokines to set up chronic inflammation in the brain, and the chronic brain inflammation contributes to the long-term increase of Tau and Aβ, leading to the onset of epilepsy in aged mice. In this study, fecal bacteria transferring, receptor blocking, cell depletion and Tau alterations will be applied to intervene the signal transduction at variant levels of the pathway: “gut microbiota - LPS - TLR4 - microglia/macrophages - proinflammatory cytokines - Tau/Aβ - neurons ". Effect of this intervention on epilepsy and on alterations of the downstream of the intervention level will be observed to clarify the role of gut microbiota alterations in epilepsy onset in aged mice and to clarify the underlying inflammatory mechanisms of the epilepsy onset caused by gut microbiota alterations in aged mice.
项目背景:老年癫痫的发病与老化密切相关,作为慢性炎症发展结果的AD与老年癫痫之间存在着双向恶化的关系。老化过程中伴随着肠道菌群的改变导致血浆和脑内LPS也越来越高;因此,我们推测过多的LPS透过肠血屏障和血脑屏障进入血液和脑内,通过TLR4受体长期激活巨噬细胞和小胶质细胞,后者慢性释放促炎因子形成脑内慢性炎症过程,进而导致Tau和Aβ长期增高,促发癫痫形成。 .主要研究内容:通过高通量测序观察小鼠在老化过程中肠道菌群组成结构发生的改变;观察老年鼠肠道菌群移植对青年鼠癫痫易感性和认知和小胶质细胞的影响,并通过小胶质细胞的耗竭观察了肠道菌群是否通过激活小胶质细胞释放炎症因子及Tau和Aβ;另外研究了癫痫患者的免疫细胞学变化,以明确癫痫发作与白细胞和白细胞/淋巴细胞比变化变化相关性;据此,我们进一步研究了外周巨噬细胞耗竭对老年鼠痫样放电、癫痫发作阈值及学习记忆的影响,并观察了外周巨噬细胞耗竭对老年鼠粪菌植入所致青年鼠自发性痫样放电和癫痫发作阈值的影响;我们还观察了衰老伴随的脑膜淋巴管(MLV)的变化与Tau和Aβ沉积及神经炎症的关系及其在老年鼠自发性痫样放电的关系。 .重要结果、关键数据及其科学意:①在老化过程中,老年鼠自发性痫样放电增加,且小鼠肠道菌群组成结构发生改变,产生LPS的菌群丰度显著增加。②老年鼠紊乱的肠道菌群可使癫痫发作阈值下降。③从外周炎症反应的角度进一步明确炎症反应在癫痫急性发作或慢性过程中的作用。④老年肠道菌群所致癫痫易感性的提高是通过小胶质细胞和外周巨噬细胞实现的。⑤在老年小鼠中,有自发性痫样放电(SED)的小鼠MLV 直径相对较小。通过结扎颈深淋巴结(dCLNs)阻断 MLV,老年小鼠 SED 增加。整个过程伴随着Tau和Aβ沉积、神经炎症、神经元丢失和认知功能改变。提示老年鼠肠道菌群的改变通过分泌LPS增加脑小胶质细胞和外周巨噬细胞释放炎症因子,促进慢性炎症及Tau和Aβ改变,进而引发老年鼠自发性痫样放电。
中脑导水管周围灰质网络在癫痫和偏头痛交互影响中的作用
-
批准号:81671290
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:57.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:王玉
-
依托单位:
三叉神经慢性电刺激的神经调控方法在癫痫治疗中的作用
-
批准号:81271444
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:70.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:王玉
-
依托单位:
TGF-β-Smad3信号转导在CNS损伤后胶质疤痕形成和神经再生中的作用
-
批准号:30970997
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:33.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:王玉
-
依托单位:
国内基金
海外基金