杜仲通过肠道菌群促进小鼠海马成体神经发生和学习记忆能力

摘要

目的杜仲是一种名贵的中药材,以皮入药,具有很高的药用价值,杜仲入肝、肾经,具有补肾壮阳,强筋壮骨的作用,但未见有杜仲对神经系统作用的报道。本研究的主要目的是研究杜仲对神经系统结构和功能的影响及机制。方法以优质杜仲皮为原料,利用现代技术对其生物活性成分进行分离提取,然后利用杜仲提取物对小鼠进行灌胃处理,给药浓度为10 g·L^-1,剂量为25 mg·kg^-1,每天1次,连续给药4周,采用BrdU活体注射标记新生细胞,进行免疫荧光组织化学染色,激光共聚焦显微镜,电子显微镜,水迷宫实验,肠道微生物的高通量测序,生物信息学分析。结果杜仲提取物饲喂促进海马内成体神经干细胞的增殖和新生细胞向神经元方向分化,有利于新生细胞的存活;杜仲提取物饲喂提高动物的学习记忆能力和突触可塑性,光镜下神经元树突小棘数量增加,电镜下突触的大小和密度增加;肠道微生物学分析发现杜仲提取物饲喂能明显改变小鼠肠道菌群生态,α多样性有所上升,β多样性分析发现杜仲组数据与对照组数据发生显著性的分离,杜仲组中厚壁杆菌门和变形菌门的相对丰度增高而拟杆菌门的相对丰度下降,比较组间厚壁杆菌门和拟杆菌门相对丰度比值的差异变化,发现杜仲组F/B平均值要高于对照组,杜仲组在多糖分解代谢功能水平上要高于对照组。结论杜仲皮提取物可以促进小鼠海马齿状回成体神经干细胞的增殖和新生细胞的分化和存活,提高小鼠的学习记忆能力,主要机制可能是通过影响小鼠肠道菌群调节机体对多糖的分解、消化和吸收能力。