Cell子刊：武汉大学李艳/王高华/刘忠纯揭示肠道细菌引起女性抑郁症的潜在机理
2023-03-21 生物世界 生物世界
肠道细菌表达的3β-羟基类固醇脱氢酶（3β-HSD）能导致宿主血清雌二醇降低和抑郁样行为。
世界卫生组织（WHO）的统计报告显示，抑郁症发病率显现了明显的性别特点和年龄特点，即女性高于男性，老年人高于年轻人。前期的研究发现，女性抑郁症发病率大约是男性的两倍，这种性别差异与雌二醇水平的变化有关。雌二醇对于维持健康的情绪很重要，在啮齿动物实验中发现，低血清雌二醇水平可诱导抑郁样行为。
2023年3月17日，武汉大学人民医院李艳、王高华、刘忠纯等人在 Cell 子刊 Cell Metabolism 上发表了题为：Gut-microbiome-expressed 3β-hydroxysteroid dehydrogenase degrades estradiol and is linked to depression in premenopausal females 的研究论文。
该研究发现了肠道细菌表达的3β-羟基类固醇脱氢酶（3β-HSD）能导致宿主血清雌二醇降低和抑郁样行为，阐明了肠道中的3β-HSD酶在女性抑郁症发病机制中的潜在作用。该研究成果为临床女性抑郁症的预防和诊疗，提供了理论依据和新的潜在治疗靶点。
在人类和动物中，雌激素主要在卵巢中合成。雌激素来源于胆固醇和孕烯醇酮，并转化为雄烯二酮和睾酮，它们是雌二醇的直接前体。雌二醇经肝脏代谢后，通过胆道排泄到肠道，部分被重新吸收回血液。肠道微生物可以通过改变其活性与非活性形式的比例，来增加血清类固醇激素水平。
尽管有证据表明肠道菌可能参与了抑郁症的发病，但其具体机制还不明确。既往研究表明，抑郁症患者的肠道菌群发生了改变，变形杆菌和放线菌增加，而这两种菌具有类固醇降解能力的细菌。而雌二醇是一种类固醇激素，它的降低与女性抑郁症的发生密切相关。那么抑郁症患者肠道菌群的雌二醇代谢能力是否异常？这种异常是否导致了抑郁症的发生发展？为了探究这些问题，研究团队利用体外降解实验，来证明女性抑郁症患者的肠道菌群对雌二醇的降解能力。
为了进一步探究女性抑郁症患者肠道菌群的降解能力，研究团队以雌二醇为唯一碳源、从女性抑郁症患者的粪便菌群中分离出了一株细菌——Klebsiella aerogenes（产气克雷伯氏菌）。体外实验表明该菌具有雌二醇降解能力。将该细菌灌胃给小鼠后，小鼠血清雌二醇降低并出现了抑郁样行为；而用抗生素去除小鼠肠道中的Klebsiella aerogenes后，血清雌二醇水平恢复，抑郁样行为得到改善。
Klebsiella aerogenes到底是如何通过降低血清睾酮导致抑郁样行为的呢？
为了揭示这个问题，研究团队利用全基因组测序技术得到了Klebsiella aerogenes的全基因组序列信息。通过对全基因组分析，找到了可能的雌二醇降解酶3β-羟基类固醇脱氢酶（3β-HSD）的序列。研究团队通过异源表达实验，构建出了能够表达3β-HSD的重组大肠杆菌，该大肠杆菌在体外具有雌二醇降解能力，并且能通过灌胃使小鼠血清雌二醇降低并出现抑郁样行为。最后，研究团队发现女性抑郁症患者粪便菌群中3β-HSD序列的丰度，高于健康对照组。
这项研究工作通过分离雌二醇降解菌，发现了肠道菌Klebsiella aerogenes（产气克雷伯氏菌）表达的3β-HSD能导致宿主血清雌二醇降低和抑郁样行为，阐明了肠道中的3β-HSD酶在女性抑郁症发病机制中的潜在作用，为临床女性抑郁症的预防和诊疗提供了理论依据和新的潜在治疗靶点。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.02.017
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这项研究工作通过分离#雌二醇降解菌#，发现了肠道菌Klebsiella aerogenes（#产气克雷伯氏菌#）表达的3β-HSD能导致宿主血清#雌二醇#降低和#抑郁#样行为。这是极有意思的。肠道细菌能降低雌激素，竟然还是产气克雷伯氏菌！ 事实上，去年Science Translational Medicine发表的一项研究表明，在部分#肠易激综合征#（IBS）患者中，#肠道菌群#是#组胺#的重要来源，特定的产气克雷伯菌则是主要“嫌犯”。 意味着产气克雷伯菌可能扮演很多角色，既可能是IBS的诱因之一，也可能是诱导抑郁，同时也是#机会性感染#的重要致病菌。 但是，有矛必有盾，肠道中哪些细菌扮演有益的角色？#益生菌#
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