微生物群- 腸道-大腦軸在阿爾茨海默病（AD）的發(fā)病機制和治療中起關(guān)鍵作用，而杜仲皮多糖（EPs）作為杜仲皮中的主要成分，具有免疫調(diào)節(jié)和神經(jīng)保護(hù)功能，最新研究發(fā)現(xiàn)

杜仲皮多糖通過腸道菌群依賴的方式，使腸道菌群代謝產(chǎn)生的丁酸調(diào)節(jié)大腦谷氨酸代謝，進(jìn)而改善大腦微環(huán)境，緩解 AD 學(xué)習(xí)記憶障礙。原文請見文末原文鏈接。

今天為大家分享的是2025年4月17日， 西北農(nóng)林科技大學(xué)趙善廷教授等在《Journal of Advanced Research》發(fā)表的一篇文章，發(fā)現(xiàn)杜仲皮多糖（EPs）通過促進(jìn)丁酸代謝菌增殖，調(diào)節(jié)腦谷氨酰胺代謝，改善氧化應(yīng)激與自噬，最終緩解 AD 學(xué)習(xí)記憶障礙。

摘要小結(jié)：

作者通過給阿爾茨海默病（AD）小鼠投喂杜仲皮多糖（EPs），發(fā)現(xiàn)其作為一種益生元可改善學(xué)習(xí)和記憶障礙，同時借助糞菌移植（FMT）及丁酸補充等方法進(jìn)一步驗證了其結(jié)論，最終發(fā)現(xiàn)EPs 能重塑腸道菌群，促進(jìn)丁酸等短鏈脂肪酸代謝相關(guān)菌群生長，所產(chǎn)丁酸通過調(diào)節(jié)大腦谷氨酸代謝介導(dǎo)的氧化應(yīng)激與自噬，優(yōu)化大腦微環(huán)境，抑制 β 淀粉樣蛋白形成與沉積，從而改善 AD 小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。

主要結(jié)論：

EPs 減緩了學(xué)習(xí)和記憶障礙，并減少了阿爾茨海默病小鼠腦內(nèi) β-淀粉樣蛋白的沉積

作者通過觀察AD模型小鼠的生理體征，采用Barnes迷宮測試評估學(xué)習(xí)記憶能力，并檢測腦內(nèi)β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積和表達(dá)水平等方法，發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，9月齡AD小鼠出現(xiàn)毛發(fā)灰白等顯著衰老表型、體重降低、海馬體重比下降及認(rèn)知記憶障礙，補充EPs后可抑制衰老表型、恢復(fù)體重、逆轉(zhuǎn)海馬體重比、縮短逃逸潛伏期、增加目標(biāo)區(qū)域停留時間和次數(shù)，并顯著減少海馬區(qū)Aβ斑塊數(shù)量、密度及面積，降低Aβ表達(dá)水平。總之，EPs能有效改善AD小鼠的生理和認(rèn)知功能，抑制腦內(nèi)Aβ沉積，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

EPs逆轉(zhuǎn)了阿爾茨海默病小鼠的突觸損傷

作者通過檢測突觸蛋白（PSD95、synaptophysin和spinophilin）的表達(dá)量、利用Golgi染色觀察海馬神經(jīng)元樹突棘的密度以及進(jìn)行行為和電生理實驗，發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病（AD）小鼠的突觸蛋白表達(dá)量顯著降低，樹突棘密度減少，學(xué)習(xí)記憶能力受損。而補充EPs能顯著增加這些突觸蛋白的表達(dá)量，提高樹突棘密度，改善AD小鼠的學(xué)習(xí)記憶 deficit。

EPs重塑了阿爾茨海默病小鼠的腸道菌群

作者通過16S測序聯(lián)合隨機森林機器學(xué)習(xí)，成功識別出 50 個可區(qū)分野生型小鼠與阿爾茨海默病（AD）小鼠糞便樣本的腸道菌群特征序列變體（ASVs），同時借助線性判別分析效應(yīng)大小（LEfSe）法發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，AD 小鼠腸道中厚壁菌門、擬桿菌門和疣微菌門數(shù)量減少，而奇古菌門和放線菌門增多，且厚壁菌門與擬桿菌門比例上升，菌群多樣性降低；但經(jīng)EPs 作用后，AD 小鼠菌群結(jié)構(gòu)得以重塑，前述變化均被逆轉(zhuǎn)，且 EPs 還促使 Akkermansiaceae 等有益菌屬大量擴(kuò)增。

EPs 糾正了 AD 小鼠的代謝紊亂

作者運用代謝組學(xué)測序，發(fā)現(xiàn)EPs能糾正AD小鼠的代謝紊亂，特別是調(diào)節(jié)谷氨酰胺代謝。除此以外，EPs能改善海馬區(qū)谷氨酸-谷氨酰胺代謝，并確定了一些與谷氨酸代謝相關(guān)的微生物群。提示EPs可能通過調(diào)節(jié)腸道菌群影響血清和大腦代謝，其對谷氨酸代謝的調(diào)節(jié)作用可能與特定微生物群相關(guān)。

EPs 緩解了 AD 小鼠的氧化應(yīng)激并增強了自噬作用

作者通過測量海馬區(qū)的氧化應(yīng)激指標(biāo)和自噬標(biāo)志物，并結(jié)合基因集富集分析（GSEA），發(fā)現(xiàn)EP補充劑能顯著降低AD小鼠的氧化應(yīng)激水平，改善自噬功能障礙，同時糾正腦谷氨酸代謝紊亂。EPs可能通過腸道-大腦軸調(diào)節(jié)腦谷氨酸代謝，從而緩解AD小鼠氧化應(yīng)激和激活自噬。

EPs 促進(jìn)產(chǎn)生短鏈脂肪酸的細(xì)菌的增殖，以緩解 AD 小鼠的學(xué)習(xí)和記憶障礙

作者通過向EPs處理過的AD小鼠進(jìn)行糞菌移植，發(fā)現(xiàn)FMT可改善AD小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，調(diào)節(jié)腸道菌群組成，增加短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌（如丁酸產(chǎn)生菌）的豐度。促進(jìn)了腦內(nèi)谷氨酰胺代謝，改善氧化應(yīng)激與自噬平衡，增加突觸相關(guān)蛋白表達(dá)，減少Aβ斑塊沉積。總之，EPs主要通過調(diào)節(jié)腸道菌群，特別是促進(jìn)丁酸產(chǎn)生菌的增殖，改善腦代謝與功能，從而緩解AD小鼠的認(rèn)知記憶障礙。

補充丁酸可改善阿爾茨海默病（AD）小鼠的學(xué)習(xí)和記憶障礙

作者通過給AD小鼠補充丁酸，發(fā)現(xiàn)丁酸補充能顯著降低AD小鼠的逃逸潛伏期，增加突觸相關(guān)蛋白表達(dá)，改善學(xué)習(xí)記憶能力，減少Aβ斑塊沉積。總之，丁酸通過調(diào)節(jié)谷氨酰胺代謝和谷氨酰胺合成酶，改善腦內(nèi)氧化還原平衡和自噬功能，從而提升學(xué)習(xí)記憶能力。

總之，作者發(fā)現(xiàn)EPs 可改善 AD 小鼠的認(rèn)知障礙，通過增加腸道丁酸產(chǎn)生菌豐度，丁酸調(diào)節(jié)谷氨酰胺代謝改善腦內(nèi)氧化還原平衡和自噬，從而抑制 β-淀粉樣蛋白沉積，改善突觸功能和認(rèn)知記憶。

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