细菌产生的极性代谢产物在阿尔茨海默病模型中调节β-淀粉样蛋白的毒性以及胆碱能功能障碍

《Scientific Reports》：Bacterial polar metabolites modulate β-amyloid toxicity and cholinergic dysfunction in models of Alzheimer’s disease

　　

摘要

阿尔茨海默病的特点是由β-淀粉样蛋白（Aβ）的毒性、氧化应激和胆碱能功能障碍引起的进行性神经退行性变。在这项研究中，我们探讨了从一种可培养的细菌分离株中提取的极性代谢物是否能够在互补的实验模型中调节与Aβ相关的神经退行性表型。通过生物活性导向的方法，我们发现了一种在水溶液中具有较高抗氧化能力的成分，该成分在DPPH、FRAP和ORAC测试中表现出优异的性能。在表达人源Aβ的转基因果蝇（Drosophila melanogaster）模型中，使用这种成分处理显著减少了淀粉样蛋白的积累，并减轻了神经退行性的组织病理学改变。在人类SH-SY5Y神经元培养物中，该代谢物在暴露于聚集的Aβ后能提高细胞活力，但在预防性处理条件下效果不明显。此外，这种水溶液成分还对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶表现出显著的抑制活性。全基因组测序表明，这种具有生物活性的成分属于Providencia属，进一步的比较基因组分析提示它位于一个独特的分类支系中。通过LC–ESI–MS/MS进行代谢组学分析，我们发现了多种极性代谢物，其中一些代谢物根据光谱特征被初步鉴定为具有神经保护作用和调节胆碱酶活性的物质。总的来说，这些发现表明细菌产生的极性代谢物能够调节阿尔茨海默病的关键病理特征，从而强调了它们在研究Aβ毒性和胆碱能功能障碍机制中的重要性。