CA-30调节肠道菌群改善SAMP8小鼠情绪及学习记忆能力的作用及机制

摘要

目的 肠道微生物的组成与功能的改变能够影响阿尔茨海默病(AD)的疾病进程,同时还影响着情绪、认知等功能,发挥着与大脑类似的功能.前期研究发现六味地黄苷糖(LW-AFC)能够改善AD动物模型认知和情绪损伤.CA-30作为LW-AFC的寡糖部位,是调节肠道微生物组成和代谢活性最常用的物质之一.因此,本研究的目的在于揭示LW-AFC中的CA-30改善SAM小鼠肠道失调的具体生物学过程.方法 以6月龄雄性SAMP8小鼠为模型动物,以SAMR1小鼠为对照动物,将SAMP8小鼠与SAMR1小鼠同笼饲养6个月.采用自主活动性、筑巢实验、老化度评分、旷场实验、高架十字迷宫以及Morris水迷宫实验分别评价小鼠的自主活动性、日常活动能力、老化程度、焦虑情绪以及空间学习记忆能力,采用16S rRNA测序技术观察小鼠肠道菌群的物种组成.应用免疫组织化学和荧光染色检测小鼠肠道结构和功能的变化.最后,ig给予6月龄雄性SAM小鼠CA-305个月,观察CA-30对小鼠认知、情绪及肠道菌群的影响.结果 SAMR1和SAMP8小鼠同笼饲养后,显著增加了SAMR1小鼠的老化度评分和焦虑样行为,显著降低了SAMR1小鼠的空间学习记忆能力,但对SAMP8小鼠无显著影响.此外,通过肠道菌群测序发现,同笼饲养后的SAMR1肠道内Rikenella丰度显著升高,Ruminococcaceae和Cyanobacteria丰度显著降低.应用过碘酸希夫反应(PAS)和免疫荧光染色发现,同笼饲养能够显著降低SAMR1小鼠的杯状细胞数量、肠绒毛长度、肠绒毛长度/肠隐窝深度比值、紧密连接蛋白Claudin 1和胞质紧密粘连蛋白ZO-1的表达量,并且提高肠隐窝深度.CA-30能够显著影响Rikenella,Ruminococcaceae和Cyanobacteria的丰度,并能够改善SAMP8小鼠的认知功能和情绪异常.结论 同笼饲养后SAMR1小鼠肠道菌群的结构和功能出现异常,导致肠黏膜受损、通透性上升,进而影响其认知功能和情绪,CA-30能够通过调节Rikenella,Ruminococcaceae和Cyanobacteria的丰度改善认知功能和情绪异常.