最近,来自哈尔滨医科大学附属第一医院的姚丽芬教授团队发现,帕金森病模型小鼠肠道菌群与对照小鼠相比有明显改变,而高支链氨基酸饮食可以显著缓解小鼠的运动障碍和神经病理改变。
研究人员使用了典型的药物帕金森病模型,即口服洛特酮小鼠模型。鱼藤酮是一种脂溶性药物,在外周注射药物后,可以通过血脑屏障作用于中枢。该模型建模时间短,能特异诱发黑质区多巴胺能神经元死亡,模拟突触核蛋白(-Syn)聚集的病理表达[3]。研究者选择口服给药可以同时引起中枢神经系统和胃肠道的病理变化,因此很容易观察肠道菌群在帕金森病中的作用。
实验过程中,老鼠按照30毫克/千克的剂量每天喂一次鱼藤酮,持续4周。分别选择0周(对照)喂养、3周、4周喂养的时间点进行观察,收集小鼠肠道菌群变化、血清中氨基酸含量变化、帕金森病相关行为学及病理变化。
研究表明,服用鱼藤酮4周后,小鼠出现了明显的肠功能障碍(便秘、粪便含量减少)、运动障碍(铰链和攀登带实验结果的显著差异)和病理变化(黑质区多巴胺神经元死亡)。磷酸化-Syn(病理蛋白)在服用约3周和4周的大鼠肠道组织中被检测出来,服用约4周的小鼠大脑中也开始出现磷酸化-Syn。
口服洛特农三周后,厚壁菌门的比例明显提高,拟菌门比重明显降低,第四周,厚壁菌门比重再次降低,碧菌门/拟菌门的比例比第三周零周上升了230%,比第四周和第三周减少了51.6%。通过分析菌群的多样性,比较了服用酮洛酮0周、3周、4周小鼠的肠道菌群,结果表明0周和4周小鼠肠道菌群的种类和分布差异最明显,其他菌群的聚类分析也表明肠道菌群随时间动态变化。
下面利用机器学习算法建立的预测模型也证明了这一点。机器学习算法对服用约0周和4周的小鼠肠道菌群的拟合度达到92.41%,对区分3周和4周的肠道菌群变化的拟合度达到86.06%。
肠道菌群的变化往往意味着最终影响神经系统的代谢产物的变化。随后,研究者对老鼠血清中的19种氨基酸进行了检查,结果显示,亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸三种氨基酸从药物周围的老鼠中脱落。分析代谢途径后发现,这三种氨基酸的分解代谢增加,合成代谢减少。
研究者试图通过口服补充BCAA来治疗服用鱼藤酮的老鼠。服用鱼藤酮前4周,研究者开始对老鼠进行高BCAA食物饲养,结果表明,与普通食物饲养老鼠相比,高BCAA食物老鼠的便秘情况有所改善,攀爬实验和铰链实验中出现运动障碍恢复,黑质区多巴胺能神经元死亡也有明显改善。
研究发现高支链氨基酸饮食可以显著缓解小鼠的运动障碍和神经病理改变
2022-10-28 08:52 点击:51