西藏传统乳源乳酸菌通过肠脑轴调控神经递质代谢改善小鼠失眠的研究

失眠治疗面临安全方案有限的挑战。研究人员通过西藏传统乳制品分离的混合乳酸菌（Lactobacillales）干预PCPA诱导的失眠小鼠，发现其显著缩短入睡潜伏期、延长睡眠时长，并缓解焦虑行为。该菌群通过调节肠道微生物组成（如增加Akkermansia和Acinetobacter）、恢复5-HT/GABA神经递质平衡及脑葡萄糖代谢，为肠脑轴干预失眠提供新策略。

　　

睡眠是人类健康的基石，但全球约28.98%的人正遭受失眠困扰，尤其在新冠后疫情时代，这一问题愈发严峻。传统安眠药物易导致依赖和耐受，迫使科学界寻找更安全的替代方案。近年来，肠道菌群与大脑的"对话"机制——肠脑轴（Gut-Brain Axis）成为研究热点，而源自传统发酵食品的益生菌可能正是打开睡眠密码的钥匙。

北京联合大学动物福利委员会批准的研究中，科学家们从西藏传统乳制品中筛选出三株高效乳酸菌：Lactobacillus helveticus L551、Lacticaseibacillus paracasei L578和Streptococcus thermophilus S709（简称P组）。这些菌株在前期人体试验中已展现优于单纯γ-氨基丁酸（GABA）补充剂的促眠效果。为揭示其深层机制，团队建立对氯苯丙氨酸（PCPA）诱导的小鼠失眠模型，通过行为学测试、神经生化分析和PET/CT脑成像等技术，系统评估了菌群干预对睡眠-觉醒调控网络的影响。

主要技术方法

研究采用SPF级ICR小鼠，通过PCPA腹腔注射建立失眠模型，设正常对照组（N）、模型组（M）、益生菌干预组（P）和阳性药物组（D）。通过戊巴比妥钠催眠实验测定睡眠潜伏期和持续时间；利用高架十字迷宫和旷场实验评估焦虑行为；采用UHPLC-MS/MS检测海马、下丘脑等脑区的5-HT、DA等神经递质；18F-FDG PET/CT扫描分析脑葡萄糖代谢；16S rRNA测序解析肠道菌群变化；HE染色观察结肠组织病理改变。

研究结果

乳酸菌对睡眠和焦虑的影响

与模型组相比，P组小鼠睡眠潜伏期缩短53.2%，睡眠持续时间延长1.8倍，效果媲美地西泮药物组。高架十字迷宫实验中，P组开放臂停留时间增加2.1倍，旷场中央区域活动时间提升67%，表明焦虑行为显著改善。

神经保护与代谢调控

P干预逆转了失眠导致的结肠绒毛萎缩和活性氧（ROS）堆积，同时恢复海马CA1区锥体细胞层（CA1sp）密度和下丘脑尼氏体数量。PET/CT显示P组大脑葡萄糖摄取模式趋于正常，尤其在下丘脑和皮层区域代谢活性显著提升。

神经递质网络重编程

P组使5-HT合成限速酶TPH2表达上调2.3倍，同时抑制其降解酶MAO活性，导致5-HT水平升高1.7倍而代谢产物5-HIAA降低41%。GABA含量增加2.1倍，而促觉醒递质DA和NE分别下降38%和29%，形成有利于睡眠的神经化学环境。

肠道菌群-代谢物-脑轴

16S分析揭示P组显著富集Akkermansia（3.1倍）和Acinetobacter（5.7倍）。值得注意的是，Acinetobacter与N-乙酰血清素呈强正相关（r=0.82），与5-HIAA负相关（r=-0.79），提示其可能通过色氨酸代谢通路影响5-HT合成。模型组特征菌属Staphylococcus与睡眠潜伏期（r=0.91）和DA水平（r=0.85）正相关，P组使其丰度降低4.3倍，伴随DA水平正常化。

讨论与结论

该研究首次阐明西藏乳源乳酸菌通过"微生物-肠-脑"多维调控网络改善失眠的机制：① 重塑肠道菌群生态，促进Akkermansia等有益菌定植；② 优化色氨酸代谢流向，提升5-HT/GABA合成效率；③ 抑制过度活跃的DA/NE能系统；④ 修复脑能量代谢障碍。特别值得注意的是，Acinetobacter与神经递质前体的强相关性为微生物直接参与神经化学调控提供了新证据。

这项发表在《Microbiological Research》的研究，不仅为传统发酵食品的现代化应用提供科学依据，更开创了通过膳食益生菌精准调控神经递质网络的新范式。其揭示的Acinetobacter-色氨酸代谢-5-HT轴，可能成为未来开发非药物催眠制剂的重要靶点。随着肠道菌群检测技术的普及，这种基于微生物组的个性化睡眠干预方案，或将为28亿失眠人群带来曙光。