多发性硬化症（MS）是工业化国家最常见的非创伤性神经系统疾病，其特征是通过自身免疫反应破坏中枢神经系统内轴突周围的髓鞘。发病后促炎性Th17和Th1细胞数量增多而调节性T（Treg）细胞数量及功能受损。最近的研究表明多发性硬化症可能与饮食引起的肠道微生物群变化相关，但是其中的机制及对多发性硬化症具体的病程影响仍然不清楚。
年3月10日德国波鸿鲁尔大学AidenHaghikia研究团队在Cell上在线发表了题为《PropionicAcidShapestheMultipleSclerosisDiseaseCoursebyanImmunomodulatoryMechanism》的研究性论文，该研究发现多发性硬化症患者可以通过补充丙酸诱导Treg细胞数量增加、功能增强，进一步逆转Treg细胞/Th17细胞失衡，最终改善多发性硬化症进程。
研究内容
首先作者对比了患者和健康组血清和大便样本以发现MS患者的差异，从高效液相色谱-质谱分析结果可以看出MS患者肠道微生物类群相对丰度发生改变，粪便和血清中丙酸含量显著降低，并且未使用药物治疗的患者中丙酸含量更低。
那么丙酸作为肠道微生物代谢物在MS患者体内发挥了怎样的免疫调节作用？
为了解决这个问题作者对MS患者补充丙酸后进行免疫表型分析和T细胞亚群功能分析。分析结果显示当补充丙酸后对照组和MS患者的Treg细胞数量都有所增加，而Th17细胞和Th1细胞数量显著降低。
并且进一步分离Treg细胞与外周血单个核细胞共培养发现MS患者的Treg细胞抑制能力减弱，而补充丙酸患者的Treg细胞抑制能力增强。因此丙酸治疗后Treg细胞功能也出现了增强。
丙酸的这种调节作用对患者有着怎样的影响？通过长期服用丙酸治疗发现MS患者的年复发率和疾病进展都得到了极大的改善，并且核磁共振分析显示丙酸治疗后患者的皮质下灰质也出现了增多的现象。
为了进一步探究其中的机制作者检测了肠道器官培养系统使用丙酸处理前后的粪便样本。丙酸治疗后与Treg细胞诱导正相关的基因表达增加，而与Treg细胞诱导负相关的基因表达受到抑制。
随后作者使用健康组的Treg细胞进行体外抑制试验结果发现丙酸处理后可以提高Treg细胞的体外抑制能力。这说明丙酸治疗后MS患者的微生物群具有诱导Treg发育的作用
值得注意的是丙酸治疗后患者的IL-10显著升高，而使用IL-10的抗体可以降低丙酸对Treg的调节作用，因此它对丙酸调节Treg细胞的功能是非常必要的。
我们知道细胞代谢在各种免疫细胞的功能中都起着重要的作用。为了确定Treg细胞抑制能力和IL-10增加的潜在机制，作者检测了补充丙酸前后MS患者Treg细胞的耗氧率。
结果显示丙酸能使MS患者的Treg细胞线粒体呼吸恢复到对照组的水平。并且长期饮食补充丙酸逆转了线粒体损伤的形态学表型，这些发现说明MS发病与线粒体的功能和完整性损伤具有重要的联系。
最后作者对丙酸治疗前后MS患者外周血细胞的基因表达进行了分析。
结果显示与特异性T细胞调控相关的基因出现了明显变化，包括一些T细胞活化相关的基因，如CD28,IL-2R和CD3e出现上调。而网络连接分析显示IL-10和TNF是丙酸补充后两个主要的基因相互作用中枢，因此它们在协调细胞对丙酸治疗方面具有生物学意义。
研究总结
综上所述，作者发现MS患者的血清和粪便中丙酸含量显著降低。当患者服用丙酸后功能性调节性T（Treg）细胞显著且持续增加，肠内Treg细胞诱导基因表达增加而Th1和Th17细胞显著减少。长期服用丙酸治疗可以降低多发性硬化症的复发率，病程更加稳定。并且丙酸使MS患者的Treg细胞线粒体功能和形态正常化。
因此该研究为多发性硬化症等相关疾病治疗提供了一种潜在的药物补充。
作者相关研究论文
早在年10月20日，身为博士后的AidenHaghikia就以第一作者身份在Immunity上发表了题为《DietaryFattyAcidsDirectlyImpactCentralNervousSystemAutoimmunityviatheSmallIntestine》的研究性论文。
在该论文中，作者发现长链脂肪酸通过p38-MAPK途径促进T辅助细胞1（Th1）和/或Th17的分化和增殖，从而损害肠道的隔离作用，这为多发性硬化等自身免疫性疾病的治疗提供了新的思路。
年2月，AidenHaghikia以第一作者身份在TheLancetNeurology上发表了题为《SevereB-cell-mediatedCNSdiseasesecondarytoalemtuzumabtherapy》的研究性论文。
在该论文中，作者发现阿仑单抗治疗会引发严重的B细胞介导的中枢神经类疾病，这为阿仑单抗的过度使用敲起了警钟。
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