摘要：脑肠轴研究是神经科学、微生物学、免疫学和内分泌学的交叉前沿领域，聚焦肠道与大脑的双向通讯机制及其对健康与疾病的影响。以下是当前研究热点与未来发展方向的分析：

引言（来源于DeepSeek）

脑肠轴研究是神经科学、微生物学、免疫学和内分泌学的交叉前沿领域，聚焦肠道与大脑的双向通讯机制及其对健康与疾病的影响。以下是当前研究热点与未来发展方向的分析：

一、当前研究热点

1. 信号传递机制解析

- 神经通路：

- 迷走神经在传递肠道信号至大脑中的核心作用（如食欲、应激响应）。

- 肠道固有神经层（ENS）作为“第二大脑”的独立调控功能。

- 内分泌通路：

- 肠内分泌细胞（EECs）分泌激素（如5-HT、GLP-1、CCK）通过血液作用于脑。

- 免疫通路：

- 肠道菌群代谢物（如短链脂肪酸SCFAs）调节小胶质细胞成熟及神经炎症。

- 微生物代谢物通路：

- 菌群产生色氨酸代谢物（吲哚类）影响血脑屏障通透性与神经递质合成（如5-HT）。

2. 肠道微生物组的核心作用

- 菌群-脑通讯：

- 益生菌（如*Lactobacillus*、*Bifidobacterium*）调节GABA、BDNF水平，改善焦虑抑郁。

- 致病菌（如*Bacteroides fragilis*）产生的神经毒素与认知障碍关联。

- 菌群多样性失衡：

- 自闭症（ASD）患者的菌群组成异常（*Clostridia*增多，*Prevotella*减少）。

- 帕金森病（PD）患者肠道中促炎菌（*Enterobacteriaceae*）丰度升高。

3. 脑肠轴相关疾病机制

- 精神神经疾病：

- 抑郁症与肠道通透性增加（“肠漏”）、血清LPS水平升高的关联。

- 阿尔茨海默病（AD）中菌群代谢物促进Aβ沉积。

- 肠易激综合征（IBS）与中枢敏化、应激激素（CRF）异常的关系。

- 肥胖相关的菌群失调通过迷走神经影响下丘脑摄食中枢。

4. 干预策略研究

- 微生物靶向疗法：

- 饮食调控：

- 高纤维饮食增加SCFAs，缓解神经炎症；生酮饮食对癫痫的调控。

- 神经药理干预：

- 靶向肠嗜铬细胞5-HT信号开发新型抗抑郁药。

二、未来发展方向

1. 多组学整合与机制深度解析

- 跨尺度研究：

- 结合宏基因组、代谢组、表观组数据，构建菌群-宿主互作网络。

- 单细胞测序揭示肠神经细胞（ENS）与免疫细胞的对话机制。

- 绘制肠道-迷走神经-脑干通路的分子图谱（如空间转录组）。

2. 精准微生物干预

- 下一代益生菌开发：

- 基于基因编辑的工程菌株（如产BDNF的*Lactobacillus*）靶向递送神经活性物质。

- 噬菌体疗法：

- 精准清除致病菌（如产神经毒素的*E. coli*），避免广谱抗生素副作用。

3. 先进模型与实时监测

- 构建包含肠道菌群、免疫细胞和神经元的“肠-脑”类器官模型。

- 双光子显微镜实时观察肠道菌群代谢物对脑内小胶质细胞活动的调控。

4. 脑肠轴靶向治疗创新

- 纳米载体技术：

- 设计穿透血脑屏障的纳米颗粒，递送菌群代谢物（如丁酸）至特定脑区。

- 神经调控设备：

- 迷走神经刺激（VNS）设备优化，用于治疗耐药性抑郁症或炎症性肠病（IBD）。

5. 个体化医疗与早期预警

- 生物标志物挖掘：

- 基于肠道菌群特征+血液代谢物组合预测神经疾病风险（如AD早期诊断）。

- 个性化营养方案：

- AI算法根据个体菌群谱推荐“益脑饮食”，延缓认知衰退。

6. 新兴交叉领域拓展

- 脑肠轴与衰老：

- 研究衰老过程中菌群多样性下降如何加速神经退行性变。

- 污染物（微塑料、农药）通过脑肠轴损害神经发育的机制。

三、关键挑战

1. 因果性难题：

- 多数研究仅显示菌群与疾病相关性，需基因编辑动物模型（如无菌鼠）验证因果。

2. 个体异质性：

- 饮食、基因、生活方式导致菌群响应差异，标准化干预方案困难。

3. 技术瓶颈：

- 肠道复杂微环境（低氧、多菌种共存）的体外模拟仍不完善。

4. 伦理与安全：

- 长期菌群干预的潜在风险（如基因工程菌生态释放后果）。

结语

脑肠轴研究正从现象描述迈向机制解析和精准干预，未来可能通过“调肠护脑”策略革新神经精神疾病的防治模式。跨学科合作（合成生物学、微流控技术、人工智能）将是突破现有瓶颈的核心驱动力，最终实现个体化脑肠健康管理。

四、国际研究机构

1. 北美地区

美国

- 加州理工学院（Caltech）

- 实验室：Sarkis Mazmanian实验室（微生物组对神经发育疾病的作用机制）。

- 特色：发现益生菌改善自闭症小鼠模型行为的机制。

- 哈佛大学医学院

- 机构：布莱根妇女医院（Brigham and Women's Hospital）

- Francisco Quintana团队：研究肠道菌群调控小胶质细胞与神经退行性疾病。

- 项目：人类微生物组计划（HMP）分支项目。

- 梅奥诊所（Mayo Clinic）

- 重点：肠脑轴与肠易激综合征（IBS）、帕金森病关联研究。

- 国家卫生研究院（NIH）

- 资助项目：

- 人类微生物组计划2.0（iHMP）

- 脑肠轴在精神疾病中的机制研究（NIMH主导）。

加拿大

- 麦克马斯特大学（McMaster University）

- 脑肠交互研究所（Farncombe Family Institute）

- 创始人：Premysl Bercik（IBS与焦虑/抑郁的微生物机制）。

- 多伦多大学

- 特色：肠道菌群代谢物（SCFAs）对血脑屏障通透性影响。

2.欧洲地区

英国

- 伦敦国王学院（King's College London）

- 项目：PREDICT系列研究（饮食-菌群-代谢标志物对脑功能的影响）。

- 剑桥大学

- 重点：阿尔茨海默病与肠道菌群代谢物（如丁酸）的关联。

- Quadram生物科学研究所

- 合作：与诺里奇研究园（食品与健康）联合开发益生菌干预策略。

法国

- 巴黎巴斯德研究所（Institut Pasteur）

- 神经免疫与微生物组团队：探索菌群-免疫-神经环路（如抑郁症模型）。

爱尔兰

- 科克大学（University College Cork）

- APC微生物组研究所：

- John Cryan团队：益生菌对压力、焦虑行为的调控机制。

荷兰

- 格罗宁根大学（University of Groningen）

- 重点：肠脑轴在抑郁症中的多组学研究（菌群-代谢物-基因网络）。

3.亚太地区

中国

- 中国科学院

- 机构：心理研究所（肠脑轴与应激障碍）、微生物研究所（工程菌株开发）。

- 项目：脑科学与类脑研究计划（“中国脑计划”）支持脑肠交互研究。

- 上海交通大学医学院

- 瑞金医院：肠道菌群移植（FMT）治疗帕金森病的临床研究。

- 香港中文大学

- 消化疾病研究所：亚洲人群肠道菌群特征与脑疾病关联。

日本

- 东京大学

- 重点：迷走神经介导的肠脑信号与食欲调控。

- 庆应义塾大学

- 项目：益生菌对自闭症儿童行为干预的临床试验。

新加坡

- 新加坡国立大学（NUS）

- 肠道微生物组研究中心：脑肠轴在衰老与认知衰退中的作用。

澳大利亚

- 迪肯大学（Deakin University）

- 食物与情绪中心（Food & Mood Centre）：饮食干预治疗抑郁症的随机对照试验（SMILES研究）。

4.企业与合作平台

- 行业联盟

- 国际益生菌协会（IPA）：推动益生菌临床研究标准（如菌株有效性验证）。

- 全球脑肠轴研究联盟（多机构合作，如欧盟资助的GUTVIBRATIONS项目）。

- 生物技术公司

- Seres Therapeutics（美国）：微生物组疗法治疗神经系统疾病（如自闭症）。

- 4D Pharma（英国）：口服益生菌药物MRx0005治疗帕金森病（II期临床）。

- 雀巢健康科学研究院：营养干预对脑肠轴的调控（如自闭症特殊配方）。

5.跨机构合作网络

- 大型科研计划

- 欧盟“地平线2020”计划：

- REPO-TRIAL：开发帕金森病脑肠轴靶向疗法。

- H2020-MICROB-PREDICT：建立微生物组预测神经疾病模型。

- 美国-欧盟联合计划：

- Neuro-Microbiome Initiative（NMI）：共享脑肠轴数据库与样本库。

- 开放数据库平台

- GMrepo（肠道微生物组数据库）：整合脑肠轴多组学数据。

- Brain-Gut Microbiota Atlas（BGMA）：公开菌群-代谢物-脑功能关联图谱。

6.未来合作方向

- 跨学科平台建设：

- 整合神经科学、微生物组学、生物信息学团队（如欧洲分子生物学实验室EMBL）。

- 标准化临床研究：

- 推动脑肠轴生物标志物共识（如国际脑肠轴协会ISBGR倡议）。

- 资源开放共享：

- 建立跨国菌株库（如全球微生物组保藏中心）与患者队列数据。

7.关键挑战：

- 数据整合壁垒：不同机构组学数据格式与标准不统一。

- 临床转化瓶颈：微生物组疗法需解决个体差异性与长期安全性。

- 资源分配不均：发展中国家参与度不足（如非洲、南美机构较少）。

大数据分析

检索数据库：Medline

检索工具：文献鸟/PubMed

检索时间：2025-06-05

检索词：Brain–Gut Axis

1.论文概况

近年来，国际上已经发表了9582篇Medline收录的脑肠轴研究相关文章，其中，2021年发文1103篇，2022年发文1330篇，2023年发文1498篇，2024年发文1794篇，2025年最新发文1117篇。对其收录的所有文章进行大数据分析，使用DeepSeek进一步了解脑肠轴的研究热点与未来发展方向。

2.脑肠轴研究领域活跃的学术机构

爱尔兰科克大学发文208篇，加拿大麦克马斯特大学发文52篇，中国江南大学发文50篇，中国四川大学发文46篇，中国中南大学发文45篇。

脑肠轴研究领域发文活跃的医院:中国华西医院发文33篇，中国重庆医科大学附属第一医院 (31篇)，中国浙江大学医学院附属第一医院 (28篇)，中国湘雅医院 (24篇)，美国梅奥诊所 (21篇)。

3.脑肠轴研究领域作者发文较多的期刊

从发文来看，发表脑肠轴研究领域文章数量较多的期刊有Nutrients (IF=4.8)、Int J Mol Sci (IF=4.9)、Front Neurosci (IF=3.2)、Brain Behav Immun (IF=8.8)、Front Microbiol (IF=4)等。

4. 脑肠轴研究领域活跃的学者及其关系网

脑肠轴领域活跃的专家：爱尔兰科克大学的Cryan, John F；英国圣詹姆斯大学医院的Ford, Alexander C；爱尔兰科克大学的Dinan, Timothy G；美国加州大学洛杉矶分校的Mayer, Emeran A；美国弗吉尼亚联邦大学的Bajaj, Jasmohan S 等在该研究领域较为活跃。还有更多优秀的研究者，限于篇幅，无法一一列出。

本数据分析的局限性：

A. 本报告为“文献鸟”分析工具基于PubMed数据库，仅以设定检索词的检索结果，在限定的时间和文献数量范围内得出，并由此进行的可视化报告。

B. “文献鸟”分析工具的大数据分析目的是展示该领域近期研究的概况，仅为学术交流用；无任何排名意义。

C. “文献鸟”分析工具的大数据分析中的关于活跃单位、作者等结果的统计排列，只统计第一作者的论文所在单位的论文数量；即，论文检索下载后，每篇论文只保留第一作者的单位，然后统计每个单位的论文数。当同一单位有不同拼写时，PubMed会按照两个不同单位处理。同理作者排列，只统计第一作者和最后一位作者署名发表的论文数。如果作者的名字有不同拼写时，会被PubMed检索平台会按照不同作者处理。

D. 本文结论完全出自“文献鸟”分析工具，因受检索词、检索数据库收录文献范围和检索时间的局限性，不代表本刊的观点，其中数据内容很可能存在不够精确，也请各位专家多多指正。

来源：中国神经再生研究杂志