DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1739329
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41601624
تاريخ النشر: 2026-01-12
المؤلف: Jiaheng Yang وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
تتميز مسببات الأمراض للأمراض التنكسية العصبية (NDDs) مثل مرض الزهايمر (AD) ومرض باركنسون (PD) والتصلب الجانبي الضموري (ALS) بتعقيدها وطبيعتها متعددة العوامل. تسلط الأبحاث الحديثة الضوء على الدور الكبير لمحور الميكروبيوتا-الأمعاء-الدماغ (MGBA) في تطوير هذه الأمراض وتقدمها. يمثل MGBA شبكة تنظيمية ثنائية الاتجاه معقدة تربط بين ميكروبيوتا الأمعاء والجهاز العصبي المركزي (CNS) من خلال مسارات مناعية وعصبية وغدد صماء واستقلابية متنوعة.
تقدم هذه المراجعة نظرة عامة على مكونات MGBA، ومسارات الاتصال بين ميكروبيوتا الأمعاء والدماغ، والآليات التي قد تؤثر بها ميكروبيوتا الأمعاء على بدء وتقدم NDDs. بالإضافة إلى ذلك، تناقش استراتيجيات العلاج قبل السريرية لـ NDDs، مع تقييم فعالية البروبيوتيك، والمواد السابقة للبروبيوتيك، وزرع ميكروبيوتا البراز بناءً على بيانات التجارب السريرية السابقة.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الأمراض التنكسية العصبية (NDDs)، مثل مرض الزهايمر (AD) ومرض باركنسون (PD) والتصلب الجانبي الضموري (ALS)، والتي تتميز بفقدان تدريجي لوظيفة الخلايا العصبية بسبب طي البروتينات بشكل غير صحيح وتجمعها. إن الزيادة في حدوث هذه الاضطرابات، المدفوعة بالشيخوخة العالمية، تطرح تحديات اجتماعية واقتصادية كبيرة. على الرغم من التقدم في فهم مسبباتها المعقدة، بما في ذلك عوامل مثل تجمع البروتينات، والخلل الوظيفي المشبكي، والالتهاب العصبي، لا تزال الآليات الأساسية غير مفهومة بشكل كافٍ.
سلطت الأبحاث الحديثة الضوء على دور ميكروبيوتا الأمعاء في NDDs، مشددة على تأثيرها على وظيفة الدماغ من خلال محور الأمعاء-الدماغ (GBA). تقترح نظرية محور الميكروبيوتا-الأمعاء-الدماغ (MGBA) شبكة تنظيمية ثنائية الاتجاه بين ميكروبيوتا الأمعاء والجهاز العصبي المركزي (CNS)، حيث يمكن أن تسهم الاضطرابات في تنظيمها في مسببات الأمراض لـ NDDs. يمكن أن تؤثر ميكروبيوتا الأمعاء على توازن CNS من خلال تعديل الاستجابات المناعية وتخليق الناقلات العصبية، حيث تلعب المستقلبات مثل الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs) دورًا حاسمًا. قد تؤدي اختلالات الميكروبات، أو عدم التوازن الميكروبي، إلى التهاب نظامي وتضرر سلامة الحاجز الدموي الدماغي (BBB)، مما يزيد من تفاقم الالتهاب العصبي والتنكس العصبي. تهدف الورقة إلى مراجعة تأثيرات ميكروبيوتا الأمعاء على الجهاز العصبي والاستجابات المناعية في NDDs، مقترحة تدخلات تستهدف ميكروبيوتا الأمعاء كاستراتيجيات علاجية محتملة.
نقاش
تتناول قسم النقاش في ورقة البحث محور الميكروبيوتا-الأمعاء-الدماغ (MGBA)، مشددة على دوره الحاسم في تنظيم ليس فقط الوظائف الهضمية ولكن أيضًا في التأثير على تطوير الدماغ وتقدم الاضطرابات العصبية. يتكون MGBA من عدة مكونات، بما في ذلك ميكروبيوتا الأمعاء، والحاجز الظهاري المعوي، والجهاز العصبي المعوي (ENS)، والجهاز العصبي المركزي (CNS). تتفاعل ميكروبيوتا الأمعاء، وهي مجتمع متنوع من الكائنات الدقيقة، مع أنظمة المناعة والعصبية لدى المضيف من خلال المستقلبات ومسارات الإشارة، مما يحافظ على توازن المناعة النظامية ويحمي من الكائنات المسببة للأمراض.
يسلط القسم الضوء على الوظائف المتعددة الأوجه لـ MGBA، وخاصة تأثيره على التطور العصبي والسلوك وقابلية الإصابة بالأمراض. تشمل الآليات الرئيسية إنتاج جزيئات الإشارة بواسطة ميكروبات الأمعاء، مثل الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs) والناقلات العصبية، التي تعدل اللدونة العصبية والوظيفة المشبكية. يرتبط اختلال الميكروبات، أو عدم التوازن في تكوين ميكروبيوتا الأمعاء، بمختلف الأمراض التنكسية العصبية (NDDs) مثل مرض الزهايمر (AD) ومرض باركنسون (PD)، حيث يزيد من الالتهاب العصبي ويعطل الحاجز الدموي الدماغي (BBB). تؤكد الورقة على مسارات الاتصال المترابطة—العصبية، والمناعية، والاستقلابية، والغدد الصماء—التي تسهل التواصل بين الأمعاء والدماغ، مقترحة أن فهمًا أعمق لهذه التفاعلات قد يؤدي إلى استراتيجيات علاجية جديدة تستهدف الميكروبيوتا لـ NDDs.
DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1739329
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41601624
Publication Date: 2026-01-12
Author(s): Jiaheng Yang et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
The pathogenesis of neurodegenerative diseases (NDDs) such as Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is characterized by its complexity and multifactorial nature. Recent research highlights the significant role of the microbiota-gut-brain axis (MGBA) in the development and progression of these diseases. The MGBA represents a sophisticated bidirectional regulatory network that connects the gut microbiota with the central nervous system (CNS) through various immune, neural, endocrine, and metabolic pathways.
This review provides an overview of the MGBA’s components, the communication pathways between gut microbiota and the brain, and the mechanisms by which gut microbiota may influence the onset and progression of NDDs. Additionally, it discusses preclinical therapeutic strategies for NDDs, assessing the efficacy of probiotics, prebiotics, and fecal microbiota transplantation based on preclinical trial data.
Introduction
The introduction of the research paper discusses neurodegenerative diseases (NDDs), such as Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS), which are characterized by the progressive loss of neuronal function due to protein misfolding and aggregation. The increasing incidence of these disorders, driven by global aging, poses significant social and economic challenges. Despite advancements in understanding their complex etiology, including factors like protein aggregation, synaptic dysfunction, and neuroinflammation, the underlying mechanisms remain inadequately understood.
Recent research has highlighted the role of gut microbiota in NDDs, emphasizing its influence on brain function through the gut-brain axis (GBA). The Microbiota-Gut-Brain Axis (MGBA) theory suggests a bidirectional regulatory network between gut microbiota and the central nervous system (CNS), where dysregulation can contribute to the pathogenesis of NDDs. Gut microbiota can affect CNS homeostasis by modulating immune responses and neurotransmitter synthesis, with metabolites such as short-chain fatty acids (SCFAs) playing a crucial role. Dysbiosis, or microbial imbalance, may lead to systemic inflammation and compromise blood-brain barrier (BBB) integrity, further exacerbating neuroinflammation and neurodegeneration. The paper aims to review the effects of gut microbiota on the nervous system and immune responses in NDDs, proposing interventions targeting gut microbiota as potential therapeutic strategies.
Discussion
The discussion section of the research paper elaborates on the gut microbiota-gut-brain axis (MGBA), emphasizing its critical role in regulating not only digestive functions but also influencing brain development and the progression of neurological disorders. The MGBA comprises several components, including the gut microbiota, the intestinal epithelial barrier, the enteric nervous system (ENS), and the central nervous system (CNS). The gut microbiota, a diverse community of microorganisms, interacts with the host’s immune and nervous systems through metabolites and signaling pathways, thereby maintaining systemic immune homeostasis and protecting against pathogenic organisms.
The section highlights the multifaceted functions of the MGBA, particularly its influence on neurodevelopment, behavior, and disease susceptibility. Key mechanisms include the production of signaling molecules by gut microbes, such as short-chain fatty acids (SCFAs) and neurotransmitters, which modulate neuronal plasticity and synaptic function. Dysbiosis, or an imbalance in gut microbiota composition, is linked to various neurodegenerative diseases (NDDs) like Alzheimer’s disease (AD) and Parkinson’s disease (PD), where it exacerbates neuroinflammation and disrupts the blood-brain barrier (BBB). The paper underscores the interconnected communication pathways—neural, immune, metabolic, and endocrine—that facilitate gut-brain crosstalk, suggesting that a deeper understanding of these interactions could lead to novel microbiota-targeted therapeutic strategies for NDDs.