新分离的益生菌菌株嗜酸乳杆菌SLAM_LAA02在罗丹明诱导的小鼠帕金森病模型中的神经保护作用

益生菌乳酸杆菌SLAM_LAA02通过调节肠脑轴改善帕金森病早期症状，包括缓解运动障碍、抑制炎症和α-突触核蛋白沉积，并在线虫和鼠模型中验证了其神经保护作用。

　　
帕金森病（PD）是一种以多巴胺能神经元退化为特征的神经退行性疾病，其病理机制涉及复杂的肠道菌群-脑轴调控异常。近年来，肠道菌群与神经退行性疾病的关系成为研究热点，而益生菌作为调节菌群的功能性微生物，在改善PD相关症状中展现出潜力。本研究以婴儿来源的乳酸杆菌Lactobacillus acidophilus SLAM_LAA02为对象，通过线虫模型和罗森蓝诱导的小鼠模型，系统评估了该菌株对PD早期病理过程的干预作用。

### 研究背景与核心问题
PD患者常伴随肠道功能障碍（如便秘）和非运动症状（如焦虑、认知障碍），提示肠道菌群异常可能通过菌群-脑轴参与疾病发展。已有研究表明，某些乳酸杆菌（如LGG）可通过调节免疫和抗氧化通路发挥神经保护作用。然而，婴儿来源益生菌的独特菌群结构及其对PD早期病理干预的潜在机制尚未明确。本研究聚焦于筛选安全且具有神经保护活性的婴儿源性乳酸杆菌，并通过多模型验证其对PD早期症状的调控效果。

### 菌株筛选与安全性评估
研究团队从健康婴儿粪便中分离出多株乳酸杆菌，通过以下关键指标筛选候选菌株：
1. **酸碱耐受性**：在pH 2.5酸性环境和含0.5%胆盐的培养基中，SLAM_LAA02菌株的存活率超过90%，优于其他候选菌株。
2. **上皮细胞粘附能力**：在Caco-2细胞模型中，SLAM_LAA02的粘附效率显著高于参考菌株LGG（p<0.01），表明其能更有效定植肠道。
3. **安全性验证**：
- **细胞毒性**：通过LDH检测显示，SLAM_LAA02对Caco-2细胞无显著毒性（p>0.05），优于其他部分菌株。
- **溶血活性**：所有菌株均未表现出β-溶血特性，符合益生菌安全性标准。
- **抗生素敏感性**：SLAM_LAA02对8种抗生素的耐受性均低于EFSA安全阈值，排除了致病风险。

### 线虫模型中的功能验证
在C. elegans模型中，SLAM_LAA02展现出多维度保护作用：
- **延长寿命**：相比对照组，SLAM_LAA02使线虫平均寿命延长23.5%（p<0.0001），与阳性对照LGG相当。
- **增强抗感染能力**：对S. aureus和E. coli O157:H7的抑制率分别达31.2%和28.7%（p<0.03），表明其具有广谱抗菌特性。
- **神经行为改善**：
- **运动功能**：α-synuclein过表达模型（DDP1）的线虫在SLAM_LAA02组中运动频率提高42%，且学习指数（LI）提升19%（p<0.01）。
- **神经毒性抑制**：通过qPCR检测发现，SLAM_LAA02显著降低α-synuclein基因（Snca）表达量（p=0.0279），同时上调神经营养因子BDNF的表达。

### 小鼠模型中的多靶点干预
在罗森蓝诱导的PD小鼠模型中，SLAM_LAA02通过以下途径发挥干预作用：
1. **肠道屏障修复**：
- **紧密连接蛋白**：克罗汀（Claudin-1）和闭锁蛋白（Occludin）的表达量在联合用药组（ROT+LAA02）中分别提升18.6%和12.3%（p<0.05）。
- **炎症抑制**：NF-κB信号通路关键基因（Nfkb1）的表达量降低37%（p<0.001），血清IL-6水平下降29.4%（p=0.031）。
2. **代谢重编程**：
- **菌群多样性**：Shannon指数从ROT组的2.31提升至ROT+LAA02组的2.89（p=0.0267），但y-maze测试中RO组的探索效率仍显著低于CON组（p=0.0147），提示菌群结构改善与行为恢复存在关联。
- **短链脂肪酸（SCFAs）代谢**：PICRUSt2分析显示，但丁酸代谢通路（butanoate metabolism）丰度在联合用药组中提高21.4%，与 Pole测试中表现评分的改善（p=0.0046）呈正相关。

3. **中枢神经保护**：
- **多巴胺能系统**：TH（酪氨酸羟化酶）基因表达量在ROT+LAA02组中恢复至CON组水平（p=0.0014），且Bcl2（抗凋亡基因）上调34.5%（p=0.0239）。
- **氧化应激调控**：通过基因组分析发现，SLAM_LAA02携带trxB抗氧化酶基因，其表达量与小鼠运动协调性改善（Rota-rod测试中潜伏期缩短27.3%，p=0.0065）显著相关。

### 机制解析与临床意义
研究团队提出SLAM_LAA02的干预机制可能涉及：
1. **菌群-肠屏障轴**：通过上调Claudin-1和Occludin的表达，增强肠道屏障功能，减少肠道通透性增加导致的“肠漏”状态。
2. **菌群-免疫轴**：抑制TLR4/NF-κB信号通路（Myd88和Tlr4基因表达降低31.2%和28.7%），减轻肠道炎症向中枢神经系统的传递。
3. **菌群-代谢轴**：促进Butyricicoccus和Roseburia等产SCFAs菌群的增殖，通过丁酸代谢抑制神经炎症，同时激活BDNF通路（BDNF表达量提升17.8%）。

### 局限性及未来方向
尽管研究证实SLAM_LAA02在PD早期模型中的有效性，但仍存在需进一步验证的方面：
- **剂量效应**：当前研究采用10^9 CFU/天的剂量，但不同个体对益生菌的耐受性可能存在差异。
- **性别差异**：实验仅纳入雄性小鼠，未来需补充雌性动物实验以评估激素对菌群-脑轴的影响。
- **长期安全性**：需通过动物长期喂养实验评估SLAM_LAA02的潜在副作用。

### 结论
本研究首次从婴儿粪便中分离出兼具肠道定植能力和神经保护特性的乳酸杆菌SLAM_LAA02。通过多组学整合分析（16S rRNA测序、KEGG代谢通路预测、qPCR基因表达检测），证实该菌株可通过修复肠屏障、抑制炎症反应、调控代谢网络等多维度机制改善PD早期症状。其作用机制与已知的LGG等益生菌存在差异，尤其是通过增强抗氧化防御（trxB基因）和SCFA代谢（Butyricicoccus增殖）实现双重干预。该发现为开发基于婴儿源益生菌的PD早期干预策略提供了理论和实验依据。