关键词：AKK菌

抑郁症，被称为“蓝色隐忧”，是一种离我们最近的“心理疾病”。

据世界卫生组织（WHO）统计，全球预计现有3.5亿人患有抑郁症。2019年，中国泛抑郁人数超过9500万人，成为心理健康问题“重灾区”之一。

脑源性神经营养因子（BDNF）缺乏是抑郁症状发展的危险因素，它是cAMP反应元素结合蛋白（CREB）的下游信号分子，在实验动物和抑郁症患者的血清样本和脑组织中检测到BDNF表达减少。

此外，抑郁症患者的中枢神经系统（CNS）中亲炎细胞因子水平增加，包括IL-6、IL-1b和TNF-a，它们可以影响抑郁症的严重程度。

一些研究表明，肠道微生物群在抑郁症的发病机制中起着重要作用，肠道微生物群被视为通过微生物-肠道-脑轴与CNS通信的虚拟内分泌器官，它通过各种途径向大脑发出信号，包括免疫活化、微生物代谢物的产生、迷走神经的激活以及肠道中各种神经递质和神经调节剂的产生。并且肠道微生物和大脑之间有双向相互作用，这不仅影响神经生成和神经退行性疾病，而且与认知、情绪和行为有关。

AKK菌是新一代益生菌，其外膜蛋白Amuc_1100在AKK菌与其宿主之间的相互作用中起着直接而重要的作用。

前期研究表明，Amuc_1100通过TLR2信号通路上调5-羟色胺（5-羟基丙胺，5-HT）合成的限速酶色氨酸羟化酶1（Tph1）的表达，同时也下调羟色胺转运体（SERT）的表达， 导致肠道中5-HT的表达增加。此外，5-HT水平的变化改变肠道微生物群的组成，肠道5-HT系统在肠道微生物群与宿主的相互作用中起着关键的桥梁和枢纽作用。

该研究基于前期5-HT和肠道微生物群之间的双向相互作用结果，通过慢性温和应激（CUMS）模型探索Amuc_1100的抗抑郁活性。研究发现，Amuc_1100干预改善了CUMS诱导的抑郁样行为和CUMS诱导的小鼠血清和结肠中5-羟色胺的下调。

小鼠粪便微生物分析表明，Amuc_1100可以改善由CUMS引起的肠道微生物群失调。此外，Amuc_1100干预还可以改善脑源性神经营养因子（BDNF）的下调和CUMS引起的海马体炎症。

这些结果表明AKK菌的外膜蛋白Amuc_1100具有良好的抗抑郁作用，其机制可能与改善肠道菌群、上调BDNF水平、抑制神经炎症反应有关。

研究内容

研究主要分为两个项目：应激时干预和应激后治疗，以下简称干预方案和治疗方案。抗抑郁药氟西汀（FLX）被用作两个实验的阳性控制。

干预方案：经过一周的适应，5-6周龄的雄性C57BL/6小鼠被分成四组（每组7-8只）：对照、CUMS、CUMS+FLX和CUMS+Amuc_1100。除对照组外，其他三组均受到慢性温和应激（CUMS）处理六周，并在应激处理同时进行灌喂。对照组和CUMS组每天灌喂200 ml PBS；CUMS+FLX组小鼠每天灌喂含20 mg/kg体重剂量FLX的无菌 PBS；CUMS+Amuc_1100组小鼠每天灌喂含80 mg Amuc_1100的200 ml无菌PBS。

治疗方案主要是对干预方案行为实验的补充：经过一周的适应，小鼠受到六周的慢性应激后被分成三组（每组4-5只）：Stress、Stress +FLX和Stress +Amuc_1100，在应激处理后进行FLX和Amuc_1100治疗。Stress组小鼠每天灌喂PBS；Stress+FLX组小鼠每天灌喂FLX；Stress +Amuc_1100组小鼠每天灌喂Amuc_1100。在两个方案实验结束时，对每组小鼠进行行为测试，包括光/暗盒测试（LDB）、开放场测试（OFT）、尾悬浮测试（TST）和强迫游泳测试（FST）。收集血清样本测定5-HT水平；收集大脑组织进行免疫化学分析；收集结肠和海马组织进行qRT-PCR分析；收集粪便样本进行16S rRNA测序分析肠道微生物菌群。

研究结果

Amuc_1100改善由引起的抑郁症状行为

该研究采用CUMS诱发的抑郁症小鼠模型，经过六周的慢性应激后，CUMS小鼠表现出类似抑郁症的行为，主要表现为灯箱中时间的缩短和FST的固定时间增加。在应激处理同时或应激后用Amuc_1100治疗改善了CUMS引起的行为障碍。在应激处理同时用Amuc_1100治疗增加了小鼠在灯箱中的时间，减少了FST的不动时间。当应激处理后用Amuc_1100治疗后诱发小鼠行为紊乱，OFT测试在灯箱和中央区域的时间增加，并在TST的不动时间减少。虽然这些变化并不显著，但可以看出，Amuc_1100有改善小鼠抑郁症样行为的趋势。

图：Amuc_1100可以改善CUMS诱导的小鼠抑郁样行为

图：各组小鼠中5-HT的水平

Amuc_1100可以增加CUMS小鼠中枢神经系统外周和周围的5-HT水平

Amuc_1100可以增加肠道中5-HT合成速率限制酶Tph1的表达，并抑制5-HT的细胞再摄取。 FLX可以抑制SERT，因此该研究检测了不同实验鼠的结肠和血清中5-HT的水平。结果表明，CUMS小鼠血清和结肠中的5-HT水平低于对照小鼠，在慢性应激期间使用FLX和Amuc_1100干预显著提高结肠和血清中的5-HT水平。Amuc_1100也显著改善了Tph1在小鼠结肠中的表达。前人研究表明，抗抑郁药西塔洛普兰的干预增加CUMS诱导小鼠血清和结肠中5-HT和Tph1的水平，该研究也观察到FLX和Amuc_1100具有类似效果。CNS的主耳膜细胞核（DRN）也是血清素神经元的主要部分，免疫组织化学染色分析CUMS小鼠该区域的5-HT，结果表明，在CUMS小鼠中，DRN中的5-HT水平下降。FLX和Amuc_1100的干预显著提高了DRN的5-HT水平。

Amuc_1100调节CUMS小鼠的肠道微生物组成

肠道微生物群会影响宿主对外部应激的反应，从而影响抑郁或焦虑等行为。肠道微生物群也会影响5-HT的水平，而5-HT反过来又会影响肠道微生物群的组成和丰度。对实验小鼠的肠道微生物群进行16S rRNA测序，香农指数显示CUMS组的α多样性低于对照组小鼠，尽管差异在统计学上并不显著。利用UniFrac PCoA可视化肠道微生物群成分的相似性发现，对照组和CUMS组具有独特的肠道微生物群结构。在门水平上，CUMS组中拟杆菌门的丰度减少，厚壁菌门的丰度增加，FLX和Amuc_1100处理都可以逆转这些变化。在纲水平上，CUMS组中梭菌纲丰度较高，拟杆菌纲丰度较低，在CUMS期间进行FLX 和Amuc_1100干预可以部分逆转这些变化，尽管这些逆转在统计学上并不显著。综上所诉，该研究推测FLX和Amuc_1100可以通过提高肠道5-HT水平、改善CUMS小鼠的肠道微生物群，然后改善小鼠对应激的反应来缓解或恢复慢性应激引起的肠道微生物群的变化。

图：Amuc_1100改变CUMS小鼠的肠道微生物组成

图：小鼠海马中相关因子的水平

Amuc_1100影响CUMS小鼠大脑相关因子的表达

肠道微生物可以通过微生物-肠道-脑轴影响大脑，微生物的变化将影响大脑中相关因素的水平。检测Hp中BDNF、CREB1 和 5-HTR1A 的水平发现，CUMS组的BDNF、CREB1和5-HTR1A的mRNA水平下降，但应激同时用Amuc_1100或FLX干预恢复了BDNF、CREB1和5-HTR1A的水平。因此，Amuc_1100可以通过5-HTR1A-CREB-BDNF通路抵抗慢性应激引起的认知障碍。肠道微生物群对免疫系统的影响及其与CNS的双向连接已经引起了人们对炎症、微生物和抑郁症之间相互作用的注意，因此检测了小鼠Hp中的炎症因子，结果表明，CUMS小鼠的Hp中IL-6、IL-1b和TNF-a水平有所提高，但通过FLX和Amuc_1100干预后显著降低。这表明，Amuc_1100也可以发挥抗抑郁作用，抑制神经刺激反应。

研究结论

该研究的目的是评估 Amuc_1100 在慢性温和应激 (CUMS) 模型中的抗抑郁活性。研究发现，Amuc_1100干预改善了CUMS诱导的抑郁样行为和CUMS诱导的小鼠血清和结肠中5-羟色胺的下调。小鼠粪便微生物分析表明，Amuc_1100可以改善由CUMS引起的肠道微生物群失调。此外，Amuc_1100干预还可以改善脑源性神经营养因子（BDNF）的下调和CUMS引起的海马体炎症。这些结果表明Amuc_1100具有良好的抗抑郁作用，其机制可能与改善肠道菌群、上调BDNF水平、抑制神经炎症反应有关。

研究报告原文详见：

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