副益生菌减轻鼻内给予MPTP帕金森病大鼠模型中的氧化应激、多巴胺能神经元丢失及肠道菌群失衡

《Neuropharmacology》：Paraprobiotics attenuate oxidative stress, dopaminergic neuron loss, and gut microbiome imbalance in an intranasal MPTP rat model of Parkinson's disease

　　

肠道微生态失调可能通过促进炎症和氧化应激参与帕金森病(PD)的进展。副益生菌(paraprobiotics)定义为非活性微生物细胞，已成为一种有前景的治疗策略。本研究评估了由干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) CCT 7859、动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp. lactis) CCT 7858和唾液链球菌嗜热亚种(Streptococcus salivarius subsp. thermophilus) ATCC 19258组成的副益生菌混合物在通过鼻内给予1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)诱导的小鼠PD模型中的神经保护、胃保护和菌群调节作用。七十只雌性Wistar大鼠接受鼻内MPTP或生理盐水处理，24小时后开始副益生菌治疗(100 mg/kg/天，灌胃)。收集粪便和组织样本用于菌群、氧化应激、多巴胺能神经变性及生理参数分析。评估了抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT))、氧化损伤标志物(丙二醛(MDA)、活性氧和氮物种(ROS/RNS))、肠道菌群组成、酪氨酸羟化酶(TH)免疫组织化学以及体重、肠长度、粪便含水量和灰分等生理变量。副益生菌给药增强了抗氧化防御，减少了脑和肠组织中的氧化损伤，保护了黑质纹状体通路内的多巴胺能神经元，改善了粪便水合作用(表明缓解便秘)，并降低了粪便矿物质含量，提示改善了营养吸收。值得注意的是，调节肠道菌群，包括增加有益菌科(乳杆菌科(Lactobacillaceae)和萨特氏菌科(Sutterellaceae))的丰度，减少潜在有害菌科(梭菌科(Clostridiaceae)和消化链球菌科(Peptostreptococcaceae))的丰度，可能有助于减轻氧化应激、维护肠道健康并防止多巴胺能神经元丢失。总之，这些发现表明副益生菌可调节肠道和脑组织中的菌群组成及氧化应激，并减轻实验性PD模型中的多巴胺能神经变性。

该论文发表于《Neuropharmacology》，针对帕金森病(PD)治疗中现有手段仅能缓解症状而无法阻止疾病进展的问题，基于肠道菌群-肠-脑轴(MGB)理论，探讨了副益生菌作为一种新型非药物干预策略的潜力。研究人员指出，肠道微生态失调通过破坏肠屏障完整性、促进系统性炎症及氧化应激，可能加速PD病理进程，而传统活体益生菌在免疫受损个体中存在感染风险，因此选择具有相似生物活性但安全性更高的副益生菌（非活性微生物细胞）进行研究。通过构建鼻内给予MPTP的雌性Wistar大鼠PD模型，模拟环境毒素暴露途径及早期病理改变，旨在阐明副益生菌对多巴胺能神经变性、氧化应激及肠道菌群失衡的调节作用及其潜在机制。

关键技术方法包括：采用鼻内给予MPTP建立PD大鼠模型，随后灌胃给予副益生菌混合物；通过16S rRNA基因测序分析粪便菌群组成；测定脑和肠组织中抗氧化酶(SOD、CAT)活性、氧化损伤标志物(MDA、ROS、氮物种)及非蛋白巯基(NPSH)水平；利用酪氨酸羟化酶(TH)免疫组织化学染色评估黑质致密部(SNpc)和腹侧被盖区(VTA)多巴胺能神经元数量；测量小肠和结肠长度、粪便含水量及灰分以评估肠道功能；采用两因素方差分析(ANOVA)等统计学方法处理数据。

研究结果显示：

1. 1.
   副益生菌混合物维持了MPTP处理大鼠的正常体重增加，改善了因MPTP导致的体重增长抑制。
2. 2.
   MPTP诱导小肠长度缩短，副益生菌治疗后有所改善但未达显著差异；同时MPTP降低粪便含水量、增加灰分，副益生菌显著恢复了粪便水合作用和矿物质吸收效率。
3. 3.
   副益生菌逆转了鼻内MPTP引起的肠道菌群失调，虽未改变α和β多样性，但显著调节了特定分类群：增加了乳杆菌科(Lactobacillaceae)和萨特氏菌科(Sutterellaceae)的相对丰度，减少了梭菌科(Clostridiaceae)和消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)的丰度，并在属和种水平观察到相应变化，如增加了罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)和肠道乳杆菌(Lactobacillus intestinalis)等有益菌种。
4. 4.
   在氧化应激方面，副益生菌恢复了MPTP诱导的脑区和肠组织中SOD和CAT活性的异常改变，调节了NPSH水平，减轻了脂质过氧化(TBARS)和ROS产生，并改善了氮物种代谢失衡。
5. 5.
   神经保护效应表现为，副益生菌显著减轻了MPTP诱导的SNpc/VTA区域TH阳性多巴胺能神经元的丢失，促进了约125.8%的神经元恢复。

讨论部分总结指出，该研究证实了鼻内MPTP模型能有效诱导胃肠道、氧化应激及菌群改变，伴随多巴胺能神经变性，支持PD早期病理可能起源于肠道的假说。副益生菌通过调节肠道菌群组成（增加有益菌、减少有害菌），增强了抗氧化防御能力，减少了肠和脑组织的氧化损伤，进而保护了黑质纹状体通路的多巴胺能神经元，改善了肠道吸收功能和便秘症状。研究强调了肠道微生态失调与氧化应激在PD病理生理学中的相互作用，以及副益生菌通过调节MGB轴发挥神经保护作用的潜力。结论认为，副益生菌混合物可能通过调节菌群组成和减轻氧化应激，成为PD早期干预的潜在策略，尤其适用于对传统益生菌安全性有顾虑的人群。