科學(xué)揭秘“腸 - 腦軸”新機制！補充這種關(guān)鍵菌，僅3個月顯著改善阿爾茨海默癥

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前 言

在過去的幾年里，腸道菌群與大腦的關(guān)系受到了越來越多的關(guān)注。尤其是腸-腦軸的研究，揭示了腸道微生物如何通過神經(jīng)內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)及代謝產(chǎn)物直接影響大腦功能。

最近的一項研究表明，腸道益生菌Akkermansia muciniphila（阿克曼氏菌）在改善阿爾茨海默癥（AD）小鼠模型的認知功能、減少神經(jīng)炎癥和Aβ沉積方面具有顯著作用。

這項研究采用了APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠模型，這是一種常用于阿爾茨海默癥研究的經(jīng)典小鼠模型。實驗顯示，經(jīng)過為期三個月的益生菌干預(yù)，AD小鼠的認知能力得到了明顯提升。

01益生菌阿克曼氏菌的作用機制——從腸道到大腦

研究者通過向AD小鼠喂養(yǎng)阿克曼氏菌，每只小鼠每天補充2×10^8 CFU的益生菌，持續(xù)三個月，觀察到顯著的改善。實驗結(jié)果表明，腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，特別是腸道內(nèi)短鏈脂肪酸（SCFAs）的增加。

具體來說，丁酸和乙酸等短鏈脂肪酸水平提升了約30%-50%，這些代謝產(chǎn)物不僅有助于腸道健康，也通過腸-腦軸影響大腦健康。

▲A. mucinniphila在微生物群-腸道-大腦軸上的調(diào)控作用示意圖。

短鏈脂肪酸是由腸道菌群發(fā)酵膳食纖維等不可消化的碳水化合物產(chǎn)生的代謝物，它們在維持腸道屏障功能、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)以及緩解全身性炎癥方面具有重要作用。

研究表明，SCFAs不僅能夠改善腸道微環(huán)境，還通過血腦屏障影響大腦的免疫反應(yīng)，從而調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥。

在免疫調(diào)節(jié)方面，補充阿克曼氏菌后，AD小鼠的IL-6、IL-1β、TNF-α等促炎因子顯著減少，表明該益生菌能減輕腸道和大腦的炎癥反應(yīng)。

02認知改善與Aβ沉積減少——小鼠模型中的實驗數(shù)據(jù)

在認知功能方面，通過水迷宮實驗（MWM）進行測試，研究者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過3個月補充阿克曼氏菌的小鼠，其逃逸潛伏期（EL）顯著縮短，表明它們的學(xué)習(xí)和記憶能力有所改善。

相比模型組，干預(yù)組的小鼠在迷宮中的活動更加自如，尋找平臺的時間大大減少，表現(xiàn)出更高的學(xué)習(xí)效率。同時，干預(yù)組小鼠在目標(biāo)象限停留的時間也增加，表明其空間記憶得到了增強。

具體數(shù)據(jù)表明，干預(yù)組小鼠的認知能力較未干預(yù)的模型組提高了40%-50%，并且這些改善在后期實驗中得以持續(xù)。

▲A. mucinniphila 的施用能改善 APP/PS1 小鼠的認知下降。

在Aβ沉積方面，研究還通過免疫組織化學(xué)染色和ELISA檢測，分析了小鼠大腦中的Aβ沉積。結(jié)果顯示，補充阿克曼氏菌的小鼠，腦皮層和海馬區(qū)域的Aβ1-40和Aβ1-42水平減少了約25%-30%。

這些數(shù)據(jù)表明，益生菌不僅能夠改善認知功能，還能有效降低大腦中致病性蛋白的沉積，從而對抗阿爾茨海默癥的病理進程。

03腸道菌群的變化——微生物組學(xué)分析的發(fā)現(xiàn)

研究者還對小鼠腸道菌群進行了細致的分析，通過16S rRNA基因測序揭示了菌群結(jié)構(gòu)的變化。與未干預(yù)的模型組相比，補充阿克曼氏菌后，AD小鼠的腸道菌群多樣性顯著增加，α多樣性和β多樣性指標(biāo)均出現(xiàn)明顯改善。

此變化反映了腸道內(nèi)有益菌的增加和病原菌的抑制，為腸道健康的恢復(fù)提供了有力證據(jù)。值得注意的是，腸道菌群多樣性的增加與小鼠認知功能的改善呈現(xiàn)出顯著的相關(guān)性。

具體而言，干預(yù)組小鼠的腸道中益生菌如Lactobacillus和Bifidobacterium豐度增加，而某些有害菌如Enterobacter和Clostridium的數(shù)量則顯著減少。這些變化可能通過調(diào)整腸道環(huán)境，減少毒素的吸收，改善腸-腦軸的信號傳遞，從而發(fā)揮對阿爾茨海默癥的積極影響。

微生物組學(xué)分析表明，腸道菌群的健康與神經(jīng)系統(tǒng)的健康密切相關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)為未來的阿爾茨海默癥治療提供了新的思路。

04腸道菌群干預(yù)對阿爾茨海默癥的潛力

通過三個月的干預(yù)，補充阿克曼氏菌顯著改善了阿爾茨海默癥小鼠的認知能力，并減少了大腦中的Aβ沉積和神經(jīng)炎癥。

腸道菌群的變化，特別是短鏈脂肪酸的增加，可能是實現(xiàn)這一效果的關(guān)鍵機制。同時，益生菌的免疫調(diào)節(jié)作用和腸-腦軸的改善，為阿爾茨海默癥的預(yù)防和治療提供了新的思路和方向。

未來的臨床研究將進一步驗證腸道菌群干預(yù)在阿爾茨海默癥治療中的應(yīng)用潛力。

注明 參考文獻

Akkermansia muciniphila reduces neuroinflammation and Aβ deposition via tryptophan metabolism in the APP/PS1 mouse model of Alzheimer's disease

Binghua Wang , Miaomiao Pan , Liu Yang……

DOI: 10.1186/s13195-025-01880-x

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