The Journal of Practical Medicine >
Markers of gut flora in Parkinson′s disease： A literature review
Received date: 2023-09-20
Online published: 2024-06-13
Parkinson's disease （PD） challenges us to assess the disease due to the lack of definitive biomarkers. Currently， PD patients have been found to contract several gastrointestinal comorbidities such as constipation and intestinal inflammation that precede its symptomatic manifestations. These conditions are intricately linked to proliferative metabolisms of the gut microbiota， which are manifested to be some primary changes in the gut microbiota or other changes involved in medication during treatment. In this paper we review the recent research on gut microbiota biomarkers in PD， arguing for the clinical relevance of gut microbiota as a marker in the progression of PD and prospecting the potential efficacy of fecal microbiota transplantation as an intervention in managing PD.
Key words： Parkinson's disease; intestinal flora; markers
Yanwei HUANG , Kaitai ZENG , Ziqi WEN , Yan LI , Rongping. CHEN . Markers of gut flora in Parkinson′s disease： A literature review[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024 , 40(11) : 1473 -1478 . DOI: 10.3969/j.issn.1006-5725.2024.11.001
| 1 | AHO V T E， HOUSER M C， PEREIRA P A B， et al. Relationships of gut microbiota， short-chain fatty acids， inflammation， and the gut barrier in Parkinson′s disease.［J］. Mol Neurodegener，2021， 16（1）： 6. doi:10.1186/s13024-021-00427-6 |
| 2 | CHEN S J， CHEN C C， LIAO H Y， et al. Association of Fecal and Plasma Levels of Short-Chain Fatty Acids With Gut Microbiota and Clinical Severity in Patients With Parkinson Disease.［J］. Neurologys，2022， 98（8）： e848-e858. doi:10.1212/wnl.0000000000013225 |
| 3 | ZHANG X， TANG B， GUO J. Parkinson′s disease and gut microbiota： from clinical to mechanistic and therapeutic studies［J］. Transl Neurodegener， 2023， 12（1）： 59. doi:10.1186/s40035-023-00392-8 |
| 4 | AHO V T E， PEREIRA P A B， VOUTILAINEN S， et al. Gut microbiota in Parkinson′s disease： Temporal stability and relations to disease progression［J］. EBioMedicine，2019， 44： 691-707. doi:10.1016/j.ebiom.2019.05.064 |
| 5 | HUH E， CHOI J G， CHOI Y， et al. P. mirabilis-derived pore-forming haemolysin， HpmA drives intestinal alpha-synuclein aggregation in a mouse model of neurodegeneration［J］. EBioMedicine， 2023， 98： 104887. doi:10.1016/j.ebiom.2023.104887 |
| 6 | 黄东泉， 郑文霞， 谢惠芳， 等. 帕金森病患者肠道嗜黏蛋白阿克曼菌各亚型丰度的变化及其临床价值［J］. 实用医学杂志， 2020， 36（12）： 1673-1678. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2020.12.025 |
| 7 | LIN C H， CHEN C C， CHIANG H L， et al. Altered gut microbiota and inflammatory cytokine responses in patients with Parkinson′s disease［J］. J Neuroinflammation，2019， 16（1）： 129. doi:10.1186/s12974-019-1528-y |
| 8 | BRAAK H， DEL TREDICI K， RüB U， et al. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson′s disease［J］. Neurobiol Aging， 2003， 24（2）： 197-211. doi:10.1016/s0197-4580(02)00065-9 |
| 9 | CHANDRA R， SOKRATIAN A， CHAVEZ K R， et al. Gut mucosal cells transfer α-synuclein to the vagus nerve［J］. JCI Insight， 2023， 8（23）： e172192. doi:10.1172/jci.insight.172192 |
| 10 | KIM S， KWON S H， KAM T I， et al. Transneuronal Propagation of Pathologic α-Synuclein from the Gut to the Brain Models Parkinson′s Disease［J］. Neuron， 2019， 103（4）： 627-641.e7. doi:10.1016/j.neuron.2019.05.035 |
| 11 | KILLINGER B A， MADAJ Z， SIKORA J W， et al. The vermiform appendix impacts the risk of developing Parkinson′s disease［J］. Sci Transl Med， 2018， 10（465）： eaar5280. doi:10.1126/scitranslmed.aar5280 |
| 12 | GOYA M E， XUE F， SAMPEDRO-TORRES-QUEVEDO C， et al. Probiotic Bacillus subtilis Protects against α-Synuclein Aggregation in C. elegans［J］. Cell Rep，2020， 30（2）： 367-380.e7. doi:10.1016/j.celrep.2019.12.078 |
| 13 | 徐晓峰， 罗汉将， 莫琼， 等. 异常增加的α-突触核蛋白对帕金森病模型小鼠黑质及结肠多巴胺受体D1的表达影响［J］. 实用医学杂志， 2021， 37（9）： 1106-1110，1116. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2021.09.002 |
| 14 | ALIFIROVA V M， ZHUKOVA N G， ZHUKOVA I A， et al. Correlation Between Emotional-Affective Disorders and Gut Microbiota Composition in Patients with Parkinson′s Disease［J］. Vestn Ross Akad Med Nauk，2016， 71（6）： 427-435. |
| 15 | FU S C， SHIH L C， WU P H， et al. Exploring the Causal Effect of Constipation on Parkinson′s Disease Through Mediation Analysis of Microbial Data［J］. Front Cell Infect Microbiol，2022， 12： 871710. doi:10.3389/fcimb.2022.871710 |
| 16 | 李淑华， 陈海波. 我国近十年帕金森病研究进展回顾与展望［J］. 中国神经免疫学和神经病学杂志， 2023， 30（1）： 3-9. |
| 17 | HEINTZ-BUSCHART A， PANDEY U， WICKE T， et al. The nasal and gut microbiome in Parkinson′s disease and idiopathic rapid eye movement sleep behavior disorder［J］. Mov Disord，2018， 33（1）： 88-98. doi:10.1002/mds.27105 |
| 18 | 张卓尔， 高筱雅， 余娟， 等. lncRNA KCNQ1OT1靶向miR-129-5p调控帕金森病细胞模型炎症和细胞凋亡的实验研究［J］. 实用医学杂志， 2023， 39（6）： 672-678. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2023.06.004 |
| 19 | DODIYA H B， FORSYTH C B， VOIGT R M， et al. Chronic stress-induced gut dysfunction exacerbates Parkinson′s disease phenotype and pathology in a rotenone-induced mouse model of Parkinson′s disease［J］. Neurobiol Dis， 2020， 135： 104352. doi:10.1016/j.nbd.2018.12.012 |
| 20 | VOIGT R M， WANG Z， BROWN J M， et al. Gut microbial metabolites in Parkinson′s disease： Association with lifestyle， disease characteristics， and treatment status［J］. Neurobiol Dis， 2022， 170： 105780. doi:10.1016/j.nbd.2022.105780 |
| 21 | LI J， MENG P， ZHANG J， et al. Effect of Berberine Hydrochloride on the Diversity of Intestinal Flora in Parkinson′s Disease Patients［J］. Contrast Media Mol Imaging，2022， 2022： 8381870. doi:10.1155/2022/8381870 |
| 22 | ROSARIO D， BIDKHORI G， LEE S， et al. Systematic analysis of gut microbiome reveals the role of bacterial folate and homocysteine metabolism in Parkinson′s disease［J］. Cell Rep，2021， 34（9）： 108807. doi:10.1016/j.celrep.2021.108807 |
| 23 | BALDINI F， HERTEL J， SANDT E， et al. Parkinson′s disease-associated alterations of the gut microbiome predict disease-relevant changes in metabolic functions［J］. BMC Biol，2020， 18（1）： 62. |
| 24 | HERTEL J， HARMS A C， HEINKEN A， et al. Integrated Analyses of Microbiome and Longitudinal Metabolome Data Reveal Microbial-Host Interactions on Sulfur Metabolism in Parkinson′s Disease［J］. Cell Rep， 2019， 29（7）： 1767-1777.e8. doi:10.1016/j.celrep.2019.10.035 |
| 25 | GUO X， SONG W， CHEN K， et al. The serum lipid profile of Parkinson′s disease patients： a study from China［J］. Int J Neurosci， 2015， 125（11）： 838-844. doi:10.3109/00207454.2014.979288 |
| 26 | TRABJERG M S， ANDERSEN D C， HUNTJENS P， et al. Downregulating carnitine palmitoyl transferase 1 affects disease progression in the SOD1 G93A mouse model of ALS［J］. Commun Biol， 2021， 4（1）： 509. doi:10.1038/s42003-021-02034-z |
| 27 | 刘梓嘉， 姜雪， 仪杨， 等. 氢气与肠道菌群的关系研究进展［J］. 生物技术进展， 2022， 12（6）： 847-852. |
| 28 | 杨文学， 李敏， 李明伟， 等. 氨代谢紊乱与帕金森病相关性研究［J］. 空军军医大学学报， 2023，44（10）： 1002-1010. |
| 29 | NIXON A M， MEADOWCROFT M D， NEELY E B， et al. HFE Genotype Restricts the Response to Paraquat in a Mouse Model of Neurotoxicity［J］. J Neurochem，2018， 145（4）： 299-311. doi:10.1111/jnc.14299 |
| 30 | SINGH Y， TRAUTWEIN C， DHARIWAL A， et al. DJ-1 （Park7） affects the gut microbiome， metabolites and the development of innate lymphoid cells （ILCs）［J］. Sci Rep， 2020， 10（1）： 16131. doi:10.1038/s41598-020-72903-w |
| 31 | MINATO T， MAEDA T， FUJISAWA Y， et al. Progression of Parkinson′s disease is associated with gut dysbiosis： Two-year follow-up study.［J］. PLoS One， 2017， 12（11）： e0187307. doi:10.1371/journal.pone.0187307 |
| 32 | GARDAI S J， MAO W， SCHüLE B， et al. Elevated alpha-synuclein impairs innate immune cell function and provides a potential peripheral biomarker for Parkinson′s disease［J］. PLoS One， 2013， 8（8）： e71634. doi:10.1371/journal.pone.0071634 |
| 33 | LIANG D， LIU H， JIN R， et al. Escherichia coli triggers α- synuclein pathology in the LRRK2 transgenic mouse model of PD［J］. Gut Microbes， 2023， 15（2）： 2276296. doi:10.1080/19490976.2023.2276296 |
| 34 | XIE A， ENSINK E， LI P， et al. Bacterial Butyrate in Parkinson′s Disease Is Linked to Epigenetic Changes and Depressive Symptoms［J］. Mov Disord，2022， 37（8）： 1644-1653. doi:10.1002/mds.29128 |
| 35 | HACKER M L， DELONG M R， TURCHAN M，et al. Effects of deep brain stimulation on rest tremor progression in early stage Parkinson disease［J］. Neurology， 2018， 91（5）：e463-e471. doi:10.1212/wnl.0000000000005903 |
| 36 | BOUTET A， CHOW C T， NARANG K， et al. Improving Safety of MRI in Patients with Deep Brain Stimulation Devices［J］. Radiology， 2020， 296（2）： 250-262. doi:10.1148/radiol.2020192291 |
| 37 | VAN KESSEL S P， FRYE A K， EL-GENDY A O， et al. Gut bacterial tyrosine decarboxylases restrict levels of levodopa in the treatment of Parkinson′s disease［J］. Nat Commun，2019， 10（1）： 310. doi:10.1038/s41467-019-08294-y |
| 38 | FU S C， LEE C H， HSIEH Y C， et al. A Pilot Study Exploring the Association of Entacapone， Gut Microbiota， and the Subsequent Side Effects in Patients With Parkinson′s Disease［J］. Front Cell Infect Microbiol， 2022， 12： 837019. doi:10.3389/fcimb.2022.837019 |
| 39 | YI M， CHEN R P， YANG R， et al. Increased prevalence and risk of non-alcoholic fatty liver disease in overweight and obese patients with Type 2 diabetes in South China［J］. Diabet Med， 2017， 34（4）： 505-513. doi:10.1111/dme.13174 |
| 40 | 张艺， 许宁宁， 彭子翀， 等. 粪菌移植通过微生物-肠-脑轴改善抑郁症的研究进展［J］. 微生物学通报， 2022， 49（2）： 756-768. |
| 41 | ZHAO Z， NING J， BAO X Q， et al. Fecal microbiota transplantation protects rotenone-induced Parkinson′s disease mice via suppressing inflammation mediated by the lipopolysaccharide-TLR4 signaling pathway through the microbiota-gut-brain axis［J］. Microbiome，2021，9（1）：226. doi:10.1186/s40168-021-01107-9 |
| 42 | HEGELMAIER T， LEBBING M， DUSCHA A， et al. Interventional Influence of the Intestinal Microbiome Through Dietary Intervention and Bowel Cleansing Might Improve Motor Symptoms in Parkinson′s Disease［J］. Cells， 2020， 9（2）：376. doi:10.3390/cells9020376 |
| 43 | KUAI X Y， YAO X H， XU L J， et al. Evaluation of fecal microbiota transplantation in Parkinson′s disease patients with constipation［J］. Microb Cell Fact，2021， 20（1）： 98. doi:10.1186/s12934-021-01589-0 |
| 44 | IBRAHIM A， ALI R A R， MANAF M R A， et al. Multi-strain probiotics （Hexbio） containing MCP BCMC strains improved constipation and gut motility in Parkinson′s disease： A randomised controlled trial.［J］. PLoS One， 2020， 15（12）： e0244680. doi:10.1371/journal.pone.0244680 |
/
| 〈 |
|
〉 |