鱼藤酮通过MAPK/MMPs信号通路介导肠-脑轴紊乱诱导神经毒性的机制及五味子丸的干预作用

本研究针对鱼藤酮暴露诱导帕金森病（PD）样病变的机制不明问题，开展了通过MAPK/MMPs信号通路介导神经毒性的机制研究。发现鱼藤酮通过激活p-P38/p-JNK通路上调MMP2/9表达，破坏血脑屏障（BBB）完整性，并引发肠道菌群紊乱和短链脂肪酸（SCFAs）减少。五味子丸（WYP）干预能多靶点逆转上述病理改变，为PD防治提供了新策略。

　　

在环境毒理学与神经退行性疾病研究领域，鱼藤酮作为一种天然类黄酮类杀虫剂，其与帕金森病（Parkinson's disease, PD）发病的关联性日益受到关注。自2000年Betarbet等首次报道鱼藤酮可诱发大鼠出现PD样症状以来，这种通过抑制线粒体复合体I（mitochondrial complex I）引发多巴胺能神经元选择性损伤的模型，已成为研究PD病理机制的重要工具。特别值得注意的是，近年研究发现鱼藤酮不仅能直接穿透血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）造成中枢神经系统损伤，还能通过肠道途径启动"肠-脑轴"（gut-brain axis）病理过程，这为理解环境毒素与神经退行性疾病的关系提供了新视角。然而，鱼藤酮究竟通过何种分子机制协调中枢与外周病理过程，以及如何有效干预这一过程，仍是亟待解决的科学问题。

针对这一研究空白，由Lei Xu、Ziqi Feng等研究人员组成的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表了创新性研究成果。他们通过建立鱼藤酮暴露小鼠模型，综合运用行为学测试、分子生物学技术、肠道菌群分析和短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）含量测定等方法，系统揭示了鱼藤酮通过MAPK/MMPs信号通路诱导神经毒性的机制，并首次评价了传统中药五味子丸（Wuzi Yanzong Pill, WYP）的多靶点治疗作用。

研究人员采用的主要技术方法包括：使用DigiGait动物步态分析系统、杆测试和悬挂测试进行行为学评估；通过免疫荧光染色检测TH⁺（酪氨酸羟化酶阳性）、Iba-1⁺（离子钙结合适配器分子1阳性）和GFAP⁺（胶质纤维酸性蛋白阳性）细胞表达；采用透射电镜观察BBB紧密连接（tight junction, TJ）超微结构；通过Western Blot和RT-qPCR分析蛋白和基因表达；利用16S rRNA测序技术分析肠道菌群组成；采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）定量SCFAs含量。

研究结果部分显示，在运动功能障碍方面，鱼藤酮暴露导致小鼠体重显著下降，运动协调能力受损，悬挂测试评分降低。Western Blot结果显示TH蛋白表达显著降低，表明多巴胺能神经元丢失。而WYP干预有效逆转了这些行为学和分子水平的异常变化。

在组织特性与炎症反应方面，免疫荧光染色证实鱼藤酮暴露导致TH⁺荧光细胞数量减少，同时小胶质细胞标志物Iba-1和星形胶质细胞标志物GFAP的荧光表达增强。分子水平检测发现炎症相关蛋白CD11b、iNOS（诱导型一氧化氮合酶）和COX2（环氧化酶2）表达上调，促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α释放增加。WYP治疗显著抑制了这些神经炎症介质的激活。

在血脑屏障影响方面，Evans blue实验显示鱼藤酮处理组脑组织染料泄漏显著增加，透射电镜观察发现脑微血管内皮细胞紧密连接结构出现模糊、断裂甚至缺失。Western Blot和qPCR结果显示紧密连接蛋白ZO-1、occludin和claudin的蛋白和mRNA表达显著下调。WYP干预有效改善了BBB完整性。

在肠道炎症微环境方面，组织病理学分析显示鱼藤酮暴露组肠道组织出现粒细胞和淋巴细胞散在浸润，结肠粪便中炎症因子水平显著升高。SCFAs检测发现鱼藤酮引起结肠内容和血浆中总SCFA含量减少，其中乙酸、丙酸、丁酸和戊酸水平显著降低。WYP治疗使这些指标得到显著改善。

在肠道菌群影响方面，16S rRNA高通量测序分析显示鱼藤酮暴露显著降低了肠道菌群的Chao1指数，β多样性分析表明菌群结构发生明显改变。在门水平上，厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度显著增加。WYP处理部分逆转了这些菌群紊乱。

在MAPK-MMPs通路机制方面，研究发现鱼藤酮暴露显著增加了黑质区MAPK信号通路相关蛋白p-P38、p-JNK和p-ERK的表达水平。同时，MMP2和MMP9的蛋白和mRNA表达也显著上调。WYP干预有效抑制了MAPK信号通路的激活和MMPs的表达。

讨论部分深入分析了这些发现的意义。研究表明鱼藤酮诱导的PD样病变具有多维度特征：直接损伤多巴胺能神经元；通过激活MAPK-MMPs通路破坏BBB完整性；通过肠-脑轴引发全身性炎症反应。WYP的治疗作用表现为多靶点干预：抑制MAPK信号缓解神经炎症和氧化应激；恢复BBB完整性；通过调节肠道菌群-SCFAs轴改善外周免疫微环境。

这项研究的创新性在于首次将鱼藤酮诱导的MAPK/MMPs通路激活与BBB破坏和肠道菌群失调联系起来，并系统阐明了五味子丸通过肠-脑轴发挥神经保护作用的机制。这不仅为理解环境毒素与神经退行性疾病的关系提供了新视角，也为PD的防治提供了多靶点治疗策略，特别是中药复方通过调节中枢-外周相互作用网络发挥治疗作用的机制值得深入研究。

未来研究应进一步明确五味子丸的具体活性成分及其对菌群-代谢物-信号通路调控网络的作用，为开发基于肠-脑轴相互作用的PD治疗新策略提供更多理论依据和实验支持。这项研究不仅深化了对鱼藤酮神经毒性机制的理解，也为传统中药在现代神经疾病治疗中的应用提供了科学依据。