木寡糖与鼠李糖乳杆菌联合使用，通过维持神经活性分子和肠道微生物群的稳态，改善昼夜节律紊乱及其相关的神经系统内部不同步问题

预干预改善昼夜节律紊乱及神经同步性，XOS与乳酸乳杆菌协同通过调控神经递质相关基因（如PER1/2、CRY1/2）及代谢物（血清素、多巴胺、GABA）恢复宿主节律稳态，为肠道-脑轴干预提供新靶点。

　　

摘要

昼夜节律紊乱和内部不同步现象与多种神经系统健康问题日益相关，这凸显了有效治疗干预措施的必要性。在本研究中，我们假设益生元-肠道微生物群-昼夜节律之间存在密切关联，三者能够共同影响宿主的神经化学和生理稳态。我们探讨了一种由特征明确的木寡糖（XOS）和鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）组成的合生制剂对Caco-2细胞模型中昼夜节律调节的影响。该合生制剂有效改善了Caco-2细胞的昼夜节律紊乱，并通过调节神经活性分子增强了神经系统的内部同步性，这一效果通过RT-PCR基因表达研究和转录组分析得到了证实。在73个参与昼夜节律调节的基因中，有34个基因的表达水平恢复到了正常范围，包括PER1、PER2、CRY1、CRY2和DBP。此外，转录组分析显示与神经递质相关的基因（DDC、TPH1、COMT、MAOA）也出现了显著恢复，表明昼夜节律的恢复与神经化学途径之间存在机制性联系。对肠道微生物群代谢产物的分析表明，处理后的Caco-2细胞中血清素、多巴胺和GABA的水平有所升高，这进一步支持了微生物代谢产物在调节宿主昼夜节律中的作用。研究结果表明，XOS不仅作为一种益生元发挥作用，还作为一种功能性碳水化合物，能够通过肠道微生物群的相互作用影响宿主的生物钟。这些发现为昼夜节律基因调控与微生物代谢产物之间的复杂相互作用提供了宝贵的见解，并加深了我们对XOS在健康应用中结构-功能关系的理解，同时展示了其在开发针对昼夜节律相关疾病的靶向干预措施方面的潜力。

图形摘要

图形摘要展示了XOS单独使用或与鼠李糖乳杆菌联合使用时，如何调节肠道微生物群的组成和神经活性代谢产物的生成，从而恢复昼夜节律基因的振荡并减轻神经系统内部的异步现象。