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为解决阿尔茨海默病(Alzheimer)治疗难题,研究人员开展了发酵乳杆菌 NCDC701 对 AlCl3和 D - 半乳糖诱导的阿尔茨海默大鼠模型的研究。结果发现该菌可改善神经递质水平、减轻炎症等。这为阿尔茨海默病的治疗提供了新方向。
在人口老龄化加剧的当下,阿尔茨海默病已成为严重影响老年人生活质量的重大健康问题。它是一种慢性神经退行性疾病,主要临床症状为认知和记忆减退,日常活动能力逐渐受损 。目前,由于其发病机制复杂,涉及个体因素、遗传易感性和环境影响等多个方面,尚无有效的治愈方法或治疗手段。现有的治疗药物,如多奈哌齐(Donepezil)、美金刚(Memantine)等,虽能在一定程度上缓解症状,但存在副作用,可能会加重患者病情。
为了寻找更安全有效的治疗方法,来自中国农业科学院(ICAR)- 国家乳业研究所(NDRI)的研究人员开展了一项关于发酵乳杆菌 NCDC701 对氯化铝(AlCl3)和 D - 半乳糖诱导的阿尔茨海默病大鼠模型影响的研究。研究结果表明,发酵乳杆菌 NCDC701 具有显著的神经保护、抗炎和调节肠道菌群的作用,这一成果发表在《Discover Toxicology》上,为阿尔茨海默病的治疗提供了新的思路和潜在的治疗方案。
研究人员在本次研究中运用了多种技术方法。在动物实验方面,选用 48 只 12 周龄的 Wistar Albino 雄性大鼠,将其随机分为 6 组,构建阿尔茨海默病大鼠模型,并设置相应的对照组和处理组。通过组织学分析,对大鼠大脑和结肠组织进行刚果红染色、苏木精 - 伊红染色,以观察组织病理变化;采用酶联免疫吸附测定(ELISA)技术,检测大脑和结肠匀浆中 γ- 氨基丁酸(GABA)、血清素等神经递质水平,β- 淀粉样肽 1-42、炎症因子等的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶的活性;利用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)分析紧密连接蛋白和炎症相关基因的表达;通过 16S rRNA 基因测序评估肠道菌群组成;采用气相色谱 - 质谱联用技术测定粪便样本中短链脂肪酸(SCFAs)的含量。
在研究结果部分,主要从以下几个方面展开:
- 组织病理变化:刚果红染色结果显示,AlCl3和 D - 半乳糖诱导的大鼠大脑出现淀粉样斑块沉积、脑淀粉样血管病变和神经原纤维缠结,而发酵乳杆菌 NCDC701 处理后,这些异常明显减少,海马体恢复正常,细胞完整。苏木精 - 伊红染色表明,AlCl3和 D - 半乳糖处理的大鼠结肠上皮完整性受损、炎症细胞浸润,发酵乳杆菌 NCDC701 处理后,上皮完整性得到改善,炎症细胞浸润减少。
- 神经调节反应:发酵乳杆菌 NCDC701 可降低大鼠组织中 β- 淀粉样 1-40 和 1-42 肽的浓度,恢复被 AlCl3和 D - 半乳糖降低的 GABA 和血清素水平。同时,该菌还能调节炎症因子水平,降低促炎细胞因子 IL-6 和 TNF-α 的浓度,增加抗炎细胞因子 IL-10 的浓度,提高 SOD、CAT 和 GSH-Px 的活性。
- 对紧密连接和炎症反应基因表达的影响:AlCl3和 D - 半乳糖处理导致结肠组织中紧密连接基因(Zoccludin-1、Claudin-1 和 occludin)的 mRNA 表达显著降低,而发酵乳杆菌 NCDC701 处理可使其表达增加。此外,AlCl3和 D - 半乳糖处理使结肠和脑组织中 p65、COX-2 和 iNOS 的表达升高,发酵乳杆菌 NCDC701 处理可显著降低这些基因的表达。
- 对肠道菌群的影响:16S 微生物组分析显示,发酵乳杆菌 NCDC701 处理可恢复 AlCl3和 D - 半乳糖诱导的大鼠肠道菌群多样性,提高厚壁菌门与拟杆菌门的比例,增加有益菌群(如 Oscillospira、Ruminococcus、Verrucomicrobia、Lactobacillus 和 Prevotella)的相对丰度,降低有害菌群(如 Spirochaetes、Tenericutes、Prophyromonadaceae、Coprococcus、Clostridium 和 Allobaculum)的相对丰度。
- 对短链脂肪酸的影响:气相色谱分析表明,发酵乳杆菌 NCDC701 处理后,粪便样本中 SCFAs 的浓度发生变化,丙酸浓度在 AlCl3和 D - 半乳糖诱导的大鼠中显著增加,而发酵乳杆菌 NCDC701 处理组与对照组相比无显著差异,且处理组的总 SCFAs 含量与对照组相似。
综合研究结果和讨论部分,发酵乳杆菌 NCDC701 在 AlCl3和 D - 半乳糖诱导的阿尔茨海默病大鼠模型中展现出了良好的神经保护、抗炎和调节肠道菌群的能力。其作用机制可能涉及调节肠道菌群组成、改善紧密连接蛋白和炎症基因的 mRNA 表达、调节 SCFAs 水平、降低炎症和氧化应激因子水平等多个方面。这一研究成果为阿尔茨海默病的治疗提供了新的潜在策略,表明益生菌可能是一种安全有效的辅助治疗手段。然而,本研究也存在一定的局限性,如样本量较小,缺乏临床试验等。未来的研究需要进一步扩大样本量,开展临床试验,以验证发酵乳杆菌 NCDC701 在人体中的疗效和安全性,推动其在阿尔茨海默病治疗领域的实际应用。