腸道菌群是近年來中醫藥領域的研究熱點，不僅與中醫理論相契合，而且是中藥口服發揮藥效的重要靶點之一。基于腸道菌群的中藥藥理研究近年來也陸續刊登于核心期刊。 為了幫助廣大研究者了解中醫藥相關腸道微生物的研究進展與方法，我們收集整理了近幾年基于中藥及腸靶軸研究的發表于GUT、Nature Communications、Theranostics等高水平期刊的論文。 【中醫藥與腸道菌群專輯】為大家精細解讀重磅研究與進展。 Huanglian Jiedu decoction remodels the periphery microenvironment to inhibit Alzheimer's disease progression based on the "brain-gut" axis through multiple integrated omics 【雜志名】：Alzheimer's Research & Therapy 【影響因子】：IF=6.11 【中藥單體】：黃連解毒湯 【疾病】：阿爾茲海默癥 【樣本類型】：Tg-APP / PS1小鼠 【技術方法】：非靶向代謝組學、脂質組、靶向代謝組學（神經遞質、不飽和脂肪酸、膽汁酸）、16S 【關鍵菌群】：SCFAs-producing bacteria, Porphyromonadaceae, Odoribacter, Bacteroides, Prevotellaceae Lactobacillus, Lachnospiraceae 【是否菌群驗證】：無 研究背景 【中藥背景】黃連解毒湯（HLJDD）是黃連、黃芩、黃柏和梔子組成的解熱解毒經典中藥方劑，廣泛應用于腦血管疾病、缺血性中風、阿爾茲海默癥（AD)的治療。前期研究在HLJDD中鑒定出69種化合物，主要包括環烯醚萜、生物堿和黃酮類，其中小檗堿和黃芩苷等是代表性成分。黃連解毒湯（HLJDD）及其成分在治療AD的藥理作用方面取得了良好的效果，如改善認知功能障礙、減輕斑塊積累和氧化應激及改變脂質代謝。然而，HLJDD改善AD的潛在機制仍未知。 【疾病和腸道菌群】阿爾茨海默癥是一種慢性神經退行性疾病，全世界超過4000萬人患有AD，目前仍無治療和預防的有效手段。多靶點干預為AD藥物開發提供新思路，而具有多成分、多靶點特點的中藥在AD治療中逐漸被應用。 神經炎癥是AD神經變性過程中的關鍵因素，而微生物多樣性的改變也會影響AD臨床前模型中神經炎癥發生發展。腸道菌群可激活迷走神經影響免疫系統，進而觸發與中樞神經系統的雙向通信，并將它們與大腦的認知和情感中心建立聯系。此外，腸道菌群失調會引發腸道和血腦屏障滲透性增加，其產生的短鏈脂肪酸（SCFA）及多種具有神經活性和免疫調節作用的物質還可調節大腦的發育和行為。 外周和中樞炎癥在AD的發病機理中起重要作用，基于“腦腸”軸假說解析其機制是一個有益和有前景的探索方向。中醫科學院研究團隊通過揭示APP / PS1阿爾茲海默癥小鼠的表型特征，解析中藥黃連解毒湯對AD病理狀態改善作用的潛在機制，相關研究成果發表于AD領域權威期刊《Alzheimer's Research & Therapy》。 實驗設計 主要結論 1. 小鼠的認知缺陷、病理與藥物作用 （1）行為測試：navigation test、space probe test證實，與年齡匹配的野生型（WT）小鼠相比，Tg-APP / PS1（Tg）小鼠的認知功能明顯受損。 （2）Aβ斑塊沉積：剛果紅染色與免疫組化發現，Tg小鼠的大腦皮層和海馬淀粉樣蛋白（Aβ）斑塊明顯積聚（圖A-B) （3）過氧化水平：腦組織超氧化物歧化酶（SOD）含量顯著降低。 （4）藥物治療效果：口服H-L (HLJDD低劑量)和H-H (HLJDD高劑量)4個月，皮層和海馬中Aβ斑塊的積累減少，Tg小鼠的記憶和空間學習缺陷顯著改善(圖C)。H-L可使Tg小鼠腦SOD水平升高，并下調丙二醛（MDA），提示HLJDD能減輕氧化應激(圖D)。 2. 中樞神經系統神經紊亂與藥物作用 (1）腦組織的炎癥因子表達變化 與WT小鼠相比，Tg小鼠的IFN-γ和IL-12p70顯著降低，IL-6的含量升高。HLJDD組IFN-γ的水平趨于正常且IL-6的水平降低，抗炎細胞因子IL-4和IL-10均顯著增加。 (2) 腦組織的代謝物紊亂 代謝紊亂可能影響AD病理的發生以及患者認知功能障礙。與WT小鼠相比，Tg小鼠大腦神經遞質（NTs）無明顯變化（靶向代謝組學），但瓜氨酸和蛋氨酸升高。HLJDD治療后大腦中NTs水平顯著增加，L-半胱氨酸減少（非靶向代謝組學）。 Tg小鼠腦中多不飽和脂肪酸（PUFA）與WT小鼠無顯著差異，HLJDD治療顯著提高大腦中花生四烯酸（AA）、DHA、二十碳五烯酸（EPA）等，降低γ-亞麻酸（GLA）含量(圖B)（靶向代謝組學）。 此外，HLJDD處理可抑制Tg小鼠大腦中的環氧合酶2（COX-2）和5-脂氧合酶（5-LOX）的表達(圖C)。 OPLS-DA分析表明HLJDD給藥能逆轉Tg小鼠腦中脂質代謝發生失調，HLJDD組更接近WT小鼠（圖D），共鑒定到40種病理脂質生物標志物（脂質組學）。Tg小鼠的17/21 PCs、5/5 PE、3/3葡糖神經酰胺（GlcCers），4/4神經酰胺（Cers）和5/7鞘磷脂（SMs）的水平低于WT小鼠。HLJDD增加小鼠腦中PC和PE來減輕該病變。 3. 外周系統紊亂與藥物作用 （1）外周血清的炎癥因子表達變化 Tg小鼠血清IFN -γ、IL-13和IL - 12p70低于WT老鼠, 而單核細胞趨化蛋白1(MCP-1和IL-6升高，這與腦組織變化趨勢一致。HLJDD可抑制Tg小鼠血清中促炎細胞因子IL-1β、IL-6、MCP-1和TNF-α的表達。 （2）外周血清的代謝物變化 與WT小鼠相比，Tg小鼠的外周Ω-6酸和Ω-9酸降低（圖B）。HLJDD組血清PUFAs水平無變化。PUFA主要維持大腦的結構、功能和血管完整性。非必需脂肪酸在大腦中合成，但必需PUFA是由外周循環中獲得。因此，將兩者進行相關網絡分析進一步確認HLJDD組腦組織PUFA是否來自外周循環（圖 C），結果顯示：血清PUFAs（DHA，EPA，LA和GLA）的含量與腦組織PUFAs負相關，血清AA水平與腦組織AAs正相關（靶向代謝組學）。 OPLS-DA證實Tg小鼠血清中脂質代謝發生失調，和腦中結果一致（圖 D）。血清中篩選了13種脂質生物標志物，Tg小鼠這類標志物均降低，而HLJDD逆轉了變化（脂質組學）。 4. 腸道菌群的改變與藥物作用 WT、Tg和HLJDD組菌群多樣性無顯著差異，但Tg小鼠的糞便菌群組成與WT組顯著不同，HLJDD改善腸道菌群組成。 （1）門水平變化： Tg小鼠的厚壁菌門(Firmicutes)種群數量比WT多，而擬桿菌門(Bacteroidetes)較低。 HLJDD后Firmicutes下降，變形菌門(Proteobacteria)增加。 （2）科水平變化： Tg小鼠中Lachnospiraceae、Rikenellacae和Porphyromonadaceae相對豐度高于 WT小鼠，而Bacteroidales_S24-7_group、Coriobacteriaceae和Alcaligenaceae相對豐度較低（表4）。 （3）屬水平變化： Tg小鼠Parassutterella、Blautia等相對豐度比WT小鼠低，而Bacteroides和Odoribacte等豐度較高。HLJDD治療后增加Prevotellaceae_UCG_001, Lactobacillus, Helicobacter等，減少Bacteroides, Roseburia, Anaerotruncu等相對豐度。LEfSe用于鑒定特定的細菌表型改變，六組間共有44種細菌發生顯著變化（表5）。 5. 活性成分小檗堿（Ber）、黃連解毒湯方劑與西藥多奈哌齊（Don）的作用比較 相較HLJDD，Ber在改善Tg小鼠認知缺陷方面略差。在作用機理上，Ber和HLJDD都表現在神經炎癥、脂質代謝和腸道微生物群的調節作用，具體來說： （1）神經炎癥：HLJDD可上調多種神經遞質，這與西藥Don相似。Ber主要調控瓜氨酸、尿素和蛋氨酸，對中樞和外周炎癥細胞因子的影響不如HLJDD，但顯著增加大腦IL-13的水平。 （2）脂質代謝：Ber在調節中樞神經系統病理脂質方面與HLJDD相似，但對外周影響不如HLJDD。與HLJDD相比，Ber對DHA、EPA和OLA的調控作用較弱。 （3）腸道微生物群: Ber和HLJDD在調節腸道微生物群落的機制不同。與HLJDD相比，Ber對Prevotellaceae、Clostridiaceae、Bacteroidaceae等菌具有相反的調控作用 (表4、5)。 主要結論 神經炎癥與AD的發病密切相關，而脂質代謝紊亂和腸道菌群紊亂是潛在驅動因素。外周與中樞神經系統炎癥和認知功能障礙相互影響，本研究通過靶器官和血清代謝組學、脂質組和微生物組學研究，推斷炎癥因子(IL-6和IFN-γ)、PCs和SCFA產生菌的結合是一種很有前途的AD早期診斷生物標志物，但需進一步驗證。HLJDD抑制腸道失調和相關的Aβ積累，減緩神經炎癥來逆轉認知損傷。更重要的是，發現HLJDD的抗炎作用是通過腦腸軸的干預模式，為AD治療開辟新的治療途徑，并通過中央-外周對比研究指導未來有效治療方法的開發。 該研究的組別設計也非常值得參考：中藥方劑組設置了高低2個濃度，同時設立了單味活性成分（小檗堿）及西藥組（DON）。通過中藥方劑組與單味活性成分組的結果比較，可進一步解釋方劑中可能起到主要作用的活性組分；通過與西藥組參比，可更為有力的說明中藥的藥效作用及突出中藥多靶點的優勢效應。
