基于调控脑肠轴探索解毒化瘀汤改善阿尔茨海默病小鼠认知功能的机制

Abstract

目的研究解毒化瘀汤(黄连解毒汤加味方)对阿尔茨海默病(AD)模型小鼠学习、记忆障碍的影响及调控机制。方法侧脑室定位注射寡聚化Aβ42制备AD小鼠模型,灌胃给予黄连解毒汤、低剂量或高剂量解毒化瘀汤3周,多奈哌齐灌胃作为阳性对照。3周后,水迷宫、T迷宫、Y迷宫等检测小鼠学习、记忆功能;超高效液相色谱质谱联用(UPLC-Q-TOF/MS)分析比较黄连解毒汤原方和解毒化瘀汤的化学成分组成;飞行时间质谱联用技术(GC-TOF/MS)检测不同组别小鼠海马代谢物质的变化;16S rDNA检测不同组别小鼠肠道菌群多样性变化;Western印迹和免疫组化等手段检测信号通路表达变化。结果相较黄连解毒汤组,高剂量解毒化瘀汤显著改善了AD模型小鼠的学习、记忆障碍。UPLC-Q-TOF/MS结果显示,与黄连解毒汤相比,在解毒化瘀汤中,谷氨酸和天冬氨酸等氨基酸含量更丰富。分子生物学结果提示,解毒化瘀汤上调了AD模型小鼠海马NMDA受体亚基(NR1,NR2A和NR2B)的表达。基于GC-TOF/MS的代谢组学检测结果表明,相较黄连解毒汤,解毒化瘀汤显著提高了AD模型小鼠海马的腺苷水平。结合分子生物学,解毒化瘀汤同时也上调了腺苷下游的ATPase/AMPK信号通路。16S rDNA肠道菌群检测结果表明,解毒化瘀汤调控了AD模型小鼠肠道Firmicutes,Bacteroidetes,Proteobacteria等菌属的多样性。通过对代谢组学和肠道菌群进行的相关性分析,最终鉴定出Dorea是响应解毒化瘀汤上调AD模型小鼠海马腺苷水平的肠道菌属。结论相较黄连解毒汤原方,解毒化瘀汤显著改善AD模型小鼠的学习、记忆障碍,通过调控NMDA/ATPase/AMPK信号通路上调AD模型小鼠海马腺苷和肠道Dorea菌属水平,重塑大脑和肠道的沟通。上述研究提示,解毒化瘀汤可能是治疗AD的新型有效药物。国家自然科学基金(81704130)广州市科技计划项目(201904010238)福建省自然科学基金(2017J05139)广东省自然科学基金(2017A030310643)广州医科大学科研启动经费(B185006002047