《Frontiers in Microbiology》:Zhinao Capsule improves learning and memory impairment in APP/PS1 mice through gut–brain axis-mediated inhibition of neuroinflammation
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本研究通过动物实验证实,中药复方智脑胶囊(ZNJN)能够通过调节肠道菌群-肠-脑轴,显著改善APP/PS1转基因阿尔茨海默病(AD)模型小鼠的认知功能障碍。实验结果显示,ZNJN干预不仅降低海马区Aβ1-42沉积、抑制小胶质细胞(Iba-1)和星形胶质细胞(GFAP)活化,还改善结肠炎症屏障功能,降低血清TNF-α、IL-6、IL-1β和LPS水平。16S rRNA测序表明ZNJN能重塑肠道菌群结构,富集有益菌群并抑制促炎菌属。这些发现为ZNJN作为多靶点AD治疗药物提供了实验依据。
引言
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种进行性神经退行性疾病,临床表现为记忆障碍、执行功能下降等。随着全球老龄化加剧,AD患病率持续攀升,已成为全球第四大死因。AD病理机制复杂,包括β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积、神经炎症和肠道菌群失调等。近年来,中医药在AD多靶点治疗中展现出独特优势。智脑胶囊(ZNJN)是基于“脾肾两虚、痰瘀互结”病机理论研发的中药复方,由党参、黄芪、黄精等8味药材组成,前期研究证实其可改善AD模型动物认知功能,但具体机制尚未明确。
材料与方法
研究采用6月龄雄性APP/PS1转基因小鼠,设高、中、低剂量ZNJN组(0.936/0.468/0.234 g/kg)、多奈哌齐(donepezil, DA)阳性对照组、模型组及野生型对照组,连续灌胃给药28天。通过巴恩斯迷宫(Barnes Maze)和Y迷宫评估空间学习记忆能力;ELISA法检测血清炎症因子;免疫组化和免疫荧光分析海马Aβ1-42沉积及GFAP、Iba-1表达;HE染色观察结肠组织形态;16S rRNA测序分析肠道菌群结构。
结果
- 1.
行为学改善:ZNJN高剂量组在巴恩斯迷宫测试中逃避潜伏期显著缩短(26.73±3.45 s vs 模型组43.23±2.94 s),Y迷宫新奇臂进入比例提高(34.55±2.75% vs 模型组25.90±3.78%),效果与DA组相当且呈剂量依赖性。
- 2.
神经病理改善:ZNJN显著减少海马Aβ1-42斑块沉积,改善CA1区神经元排列紊乱及核固缩现象;同时抑制星形胶质细胞(GFAP)和小胶质细胞(Iba-1)活化。
- 3.
肠道屏障保护:模型组结肠黏膜水肿、绒毛结构破坏,ZNJN干预后黏膜完整性恢复,炎症细胞浸润减少。
- 4.
系统炎症抑制:ZNJN降低血清TNF-α、IL-6、IL-1β和LPS水平,并下调海马组织IL-1β、TNF-α mRNA表达。
- 5.
菌群调节作用:ZNJN逆转模型菌群多样性下降,增加拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度,降低厚壁菌门(Firmicutes)和脱硫杆菌门(Desulfobacterota),恢复菌群平衡。LEfSe分析显示ZNJN富集杜波氏菌(Dubosiella)、拉克诺菌(Lachnoclostridium)等有益菌,抑制Turicibacter等促炎菌属。相关性分析表明特定菌属与炎症因子显著相关(如Akkermansia与TNF-α负相关)。
讨论
本研究首次从肠脑轴角度揭示ZNJN抗AD的多重机制:通过调节肠道菌群结构,增加短链脂肪酸(SCFAs)产生菌,强化肠道屏障功能,减少内毒素(LPS)入血,进而抑制全身性炎症反应;同时通过菌群代谢产物(如丁酸盐、次级胆汁酸)间接抑制中枢神经炎症,减轻Aβ沉积和胶质细胞活化。与DA相比,ZNJN在改善肠道形态方面更具优势,体现中药多靶点干预特色。
结论
智脑胶囊可通过肠道菌群-肠-脑轴调控神经炎症,改善APP/PS1小鼠AD样病理表现,为中医药治疗神经退行性疾病提供了新的实验依据。