猴头菇与灵芝微生物代谢产物通过AhR通路调控HT-22神经元细胞增殖与自噬的机制研究

本研究通过SHIME?模型模拟肠道代谢环境，首次揭示猴头菇（Hericium erinaceus）和灵芝（Ganoderma lucidum）的微生物无细胞上清液（M-CFS）通过激活AhR受体，上调PCNA、SOD1等蛋白表达，促进HT-22海马神经元增殖并调控自噬（SQSTM/p62、Beclin 1），为神经退行性疾病防治提供新策略。

　　

在神经退行性疾病日益成为全球健康负担的背景下，肠道微生物群通过"肠-脑轴"调控中枢神经系统的机制成为研究热点。其中，芳香烃受体（Aryl hydrocarbon receptor, AhR）作为环境信号与细胞应答的桥梁，其激活状态直接影响神经元存活、炎症反应和氧化应激平衡。然而，药用真菌如猴头菇（Hericium erinaceus）和灵芝（Ganoderma lucidum）经肠道菌群代谢后的活性成分如何通过AhR通路发挥神经保护作用，仍是未被揭示的科学谜题。

波兰热舒夫信息技术与管理大学Anna Tab?cka-Lonczyńska团队在《Pharmacological Reports》发表的研究，创新性地将人类肠道微生物生态系统模拟器（SHIME^?）与神经元模型相结合。研究人员通过动态培养健康捐赠者的粪便菌群，分别生成含猴头菇和灵芝代谢产物的微生物无细胞上清液（Microbiome cell-free supernatant, M-CFS），并采用AhR特异性拮抗剂CAY10464，系统评估了这些代谢物对小鼠海马神经元细胞系HT-22的影响。

关键技术方法包括：1）SHIME^?模拟人体结肠环境生成M-CFS；2）流式细胞术检测细胞周期分布；3）Western blot分析SQSTM/p62、PCNA等7种关键蛋白表达；4）Resazurin法测定细胞代谢活性；5）LDH释放和Caspase-3活性检测细胞毒性。所有实验均采用三次独立生物学重复。

主要研究结果

代谢活性与细胞安全性

5%浓度M-CFS处理24-48小时后，HT-22细胞代谢活性无显著变化（p>0.05），且LDH释放量保持稳定，证实两种真菌代谢物在测试浓度范围内无细胞毒性。流式细胞术显示G. lucidum组G2/M期细胞比例增加（p<0.05），提示其可能促进细胞周期进展。

AhR通路的关键调控作用

Western blot结果显示：

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  G. lucidum单独处理使AhR表达提升2.3倍（p<0.001），而联合CAY10464时表达显著降低

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  猴头菇组需在AhR被抑制时（CAY10464共处理）才出现AhR表达上调（p<0.001）

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  两种M-CFS均显著提高增殖标志物PCNA（p<0.001）和抗氧化酶SOD1（p<0.001）表达

自噬与细胞存活调控

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  猴头菇M-CFS使Caspase-3活性降低40%（p=0.00003），该效应被CAY10464逆转

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  自噬相关蛋白Beclin 1在G. lucidum组表达增加1.8倍（p<0.001）

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  溶酶体降解标志物SQSTM/p62在AhR抑制时异常积累（p<0.001）

这项研究首次阐明：1）猴头菇和灵芝的肠道菌群代谢产物通过AhR依赖和非依赖双重途径发挥神经保护作用；2）G. lucidum的AhR激活效应更强，其含有的三萜类物质（如灵芝酸）可能是关键活性成分；3）两种真菌均能通过调控ERK1/2-c-SRC信号轴促进神经元存活。该发现为开发基于"真菌-肠道-脑轴"的神经退行性疾病干预策略提供了实验依据，同时提示AhR可作为改善认知功能的潜在靶点。未来研究需进一步解析M-CFS中的特异性活性分子及其血脑屏障穿透机制。