摘要
艾克曼菌(Akkermansiamuciniphila）存在于宿主肠道黏液层，作为新一代益生菌，其外膜蛋白Amuc_1100对宿主的肠炎、肥胖、抑郁、焦虑等代谢紊乱和情绪记忆方面具有明显的改善效果。Amuc_1100能够通过Toll样受体2（TLR2）信号通路影响肠道中5-羟色胺（5-HT）的含量，肠道5-HT主要参与调节肠道蠕动、分泌等功能，影响肠道微生物组成，肠道微生物反过来通过Toll样受体调节5-HT的分泌。中枢神经系统（CNS）中的5-HT水平异常可能与神经精神疾病等多种疾病的发病机制密切相关。对慢性不可预测轻度应激（CUMS）的小鼠的研究发现，Amuc_1100提高CUMS小鼠结肠、血清和海马区的5-HT水平，CUMS小鼠肠道微生物与健康对照组相比发生明显变化，而Amuc_1100可通过影响肠道微生物组成来缓解抑郁样行为。这暗示Amuc_1100可能通过改善肠道微生物组成来影响控制行为的大脑。另外，以抗生素处理小鼠为动物模型发现，小鼠肠胃微生物群多样性显著降低，给小鼠口服A.muciniphila和Amuc_1100后，小鼠结肠中的色胺酸羟化酶1（Tph1）表达提高，5-羟色胺转运蛋白（SERT）表达降低，血清和结肠组织中5-HT显著提高，从而改善小鼠的肠道蠕动功能。因此，本课题使用氨苄青霉素、链霉素和克林霉素三种抗生素（ASC）广泛清除肠道菌群，建立抑郁小鼠模型，研究Amuc_1100缓解抗生素处理小鼠出现的焦虑和抑郁样行为的作用机制。 抗生素影响肠道微生物组成，导致肠-脑轴失衡和行为变化，而益生菌对肠道菌群紊乱引起的行为变化具有保护作用。经过三周的抗生素治疗，小鼠的焦虑和抑郁症状表现明显。在明暗箱实验中，小鼠进入明室的次数和停留时间都有所下降;而在旷场实验中，它们的总路程、进入中央区域的次数和停留时间都有所减少;此外，在高架十字迷宫实验中发现小鼠对于开放臂的进出次数有所减少，而且停留时间也在缩短。抑郁样行为主要表现为小鼠在悬尾实验以及强迫游泳实验中的不动时间增长，而A.muciniphila和Amuc_1100干预后能够改善抗生素处理小鼠出现的焦虑和抑郁样行为。肠道微生物测序结果显示抗生素处理小鼠的肠道微生物群显著减少，A.muciniphila和Amuc_1100能够调节部分菌群的丰度。此外，A.muciniphila和Amuc_1100还可以恢复抗生素处理小鼠血清和海马中低水平的5-HT,及高水平的血清皮质酮。更重要的是，抗生素处理的小鼠海马和皮质中脑源性神经营养因子（BDNF）及其相应受体（TrkB）的mRNA水平降低、星形胶质细胞标记物（GFAP）的mRNA水平升高、c-Fos蛋白的mRNA水平降低、海马区的糖皮质激素受体（GR）的mRNA水平也表现出上调。用A.muciniphila和Amuc_1100处理后，这些蛋白的mRNA水平均得以恢复。 这些结果表明，长期服用抗生素不仅会破坏肠道菌群，还会影响到肠-脑轴，从而导致精神疾病的发生，如焦虑和抑郁。A.muciniphila和Amuc_1100可能通过影响BDNF-TrkB信号通路缓解ASC引起的焦虑和抑郁，另外A.muciniphila和Amuc_1100干预使血清中皮质酮水平得以正常化、海马中GRmRNA水平显著降低，这表明，A.muciniphila和Amuc_1100还可能参与调节HPA轴。BDNF-TrkB信号通路和HPA轴与抑郁症密切相关。这不仅有助于揭示抑郁症的发病机制，也有助于解释A.muciniphila及Amuc_1100缓解长期服用抗生素带来的精神疾病的作用途径。
NETL