Roseburia intestinalis 能通过依赖迷走神经的机制对帕金森病提供神经保护作用

《Molecular Neurobiology》：Roseburia intestinalis Offers Vagus-Dependent Neuroprotection Against Parkinson’s Disease

帕金森病（PD）患者肠道菌群玫瑰树肠杆菌减少，本研究通过MPTP诱导的PD小鼠模型，对比活菌与热灭活菌效果，发现活菌可改善运动功能、保护多巴胺能神经元并降低炎症因子，其机制涉及迷走神经依赖和独立通路，同时修复肠道屏障和代谢紊乱。

　　

摘要

帕金森病（PD）的特征是多巴胺能神经元的退化，并且与肠道微生物群的改变日益相关。Roseburia intestinalis（R. intestinalis）在PD患者中显著减少；然而，其功能作用尚不清楚。我们使用1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的PD模型进行了两项互补的小鼠实验。在主要干预实验中，小鼠接受了活的或热灭活的R. intestinalis，随后进行了行为评估和多层分析，包括免疫荧光、Western印迹、酶联免疫吸附测定、定量聚合酶链反应、16S rRNA测序、代谢组学和转录组学研究。在另一项机制实验中，我们实施了膈下迷走神经切断术以研究迷走神经依赖的肠道-大脑通信，并评估了关键的行为和炎症指标。活的R. intestinalis改善了小鼠在旋转棒测试、杆测试和握力测试中的表现，并保护了黑质中的酪氨酸羟化酶阳性神经元；然而，这些效果在热灭活组中并未观察到。活的R. intestinalis处理还降低了胶质细胞的反应性，恢复了脑源性神经营养因子的表达，并保持了血脑屏障的完整性。全身范围内，R. intestinalis降低了血清中的脂多糖、肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6水平；保持了结肠结构；并恢复了分泌黏蛋白的杯状细胞功能。MPTP诱导的菌群失调得到了部分纠正。代谢组学分析显示多种酰基肉碱的水平得到恢复，乙酸水平也有所升高。转录组学分析显示MPTP后立即有早期基因表达增加，而黑质中升高的c-Fos水平部分被R. intestinalis恢复正常。重要的是，迷走神经切断术消除了中枢的神经保护和抗炎作用，但没有影响外周细胞因子的抑制，这表明存在迷走神经依赖和非依赖的途径。R. intestinalis的补充改善了运动障碍，减少了神经炎症，保护了多巴胺能神经元，并改善了MPTP诱导的PD模型小鼠的肠道和代谢变化。其保护作用可能涉及中枢和外周机制，可能包括肠道-大脑通信途径。R. intestinalis可能是基于微生物群的PD治疗策略中的一个有前景的候选菌株。

图形摘要

帕金森病（PD）的特征是多巴胺能神经元的退化，并且与肠道微生物群的改变日益相关。Roseburia intestinalis（R. intestinalis）在PD患者中显著减少；然而，其功能作用尚不清楚。我们使用1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的PD模型进行了两项互补的小鼠实验。在主要干预实验中，小鼠接受了活的或热灭活的R. intestinalis，随后进行了行为评估和多层分析，包括免疫荧光、Western印迹、酶联免疫吸附测定、定量聚合酶链反应、16S rRNA测序、代谢组学和转录组学研究。在另一项机制实验中，我们实施了膈下迷走神经切断术以研究迷走神经依赖的肠道-大脑通信，并评估了关键的行为和炎症指标。活的R. intestinalis改善了小鼠在旋转棒测试、杆测试和握力测试中的表现，并保护了黑质中的酪氨酸羟化酶阳性神经元；然而，这些效果在热灭活组中并未观察到。活的R. intestinalis处理还降低了胶质细胞的反应性，恢复了脑源性神经营养因子的表达，并保持了血脑屏障的完整性。全身范围内，R. intestinalis降低了血清中的脂多糖、肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6水平；保持了结肠结构；并恢复了分泌黏蛋白的杯状细胞功能。MPTP诱导的菌群失调得到了部分纠正。代谢组学分析显示多种酰基肉碱的水平得到恢复，乙酸水平也有所升高。转录组学分析显示MPTP后立即有早期基因表达增加，而黑质中升高的c-Fos水平部分被R. intestinalis恢复正常。重要的是，迷走神经切断术消除了中枢的神经保护和抗炎作用，但没有影响外周细胞因子的抑制，这表明存在迷走神经依赖和非依赖的途径。R. intestinalis的补充改善了运动障碍，减少了神经炎症，保护了多巴胺能神经元，并改善了MPTP诱导的PD模型小鼠的肠道和代谢变化。其保护作用可能涉及中枢和外周机制，可能包括肠道-大脑通信途径。R. intestinalis可能是基于微生物群的PD治疗策略中的一个有前景的候选菌株。

图形摘要