螺旋藻乙醇提取物通过调控肠道菌群-脑轴改善东莨菪碱诱导的小鼠认知障碍及海马神经元损伤的机制研究

本研究揭示了螺旋藻乙醇提取物(SHE)通过激活Nrf-2/HO-1抗氧化通路和ERK/CREB/BDNF神经保护通路，显著改善东莨菪碱(SCO)诱导的小鼠认知功能障碍。实验证实SHE能抑制小胶质细胞NF-κB/MAPK介导的神经炎症，并通过调节肠道菌群α/β多样性逆转菌群失衡，为阿尔茨海默病(AD)防治提供了新型天然药物候选。

　　

2 Materials and methods

研究采用70%乙醇提取螺旋藻全草获得SHE，通过CCK-8法测定HT22海马神经元和BV2小胶质细胞活力。建立5 mM谷氨酸诱导的氧化应激模型和100 ng/mL LPS诱导的神经炎症模型，采用H₂DCFDA荧光探针检测ROS水平，流式细胞术分析细胞凋亡。动物实验选用C57BL/6小鼠，通过Morris水迷宫(MWM)和被动回避(PA)测试评估SHE(100/200 mg/kg)对SCO诱导认知障碍的改善作用，并采用尼氏染色观察海马神经元形态。

3 Results

3.1 神经保护作用

SHE(30 μg/mL)使谷氨酸损伤的HT22细胞存活率从37%提升至91%，LDH泄漏降低225%。荧光显微镜显示SHE显著抑制ROS积累，流式检测显示凋亡率下降62%。Western blot证实SHE促进Nrf-2核转位，使HO-1和NQO1表达量增加3.2倍。

3.2 抗神经炎症

SHE(100 μg/mL)使LPS刺激的BV2细胞NO分泌降低68%，TNF-α、IL-6和MCP-1水平分别下降54%、61%和49%。免疫印迹显示SHE抑制p65核转位及ERK/p38/JNK磷酸化。

3.3 认知功能改善

MWM测试中SHE(100 mg/kg)使小鼠逃避潜伏期缩短42%，游泳距离减少39%。PA测试显示步入潜伏期延长2.8倍。尼氏染色证实SHE使海马CA1区正常神经元数量增加85%。

3.4 分子机制

SHE激活海马组织ERK/CREB通路，使p-ERK和p-CREB表达量分别提高2.3倍和2.1倍，成熟BDNF水平上升1.8倍。同时PI3K/Akt/GSK-3β通路关键蛋白磷酸化水平恢复至正常组90%。

3.5 肠道菌群调控

16S rRNA测序显示SHE使SCO诱导的Firmicutes/Bacteroidetes比值从5.7降至2.3，Shannon指数恢复至正常组92%。主坐标分析(PCoA)证实SHE重塑菌群β多样性。

3.6 活性成分分析

HPLC鉴定出6种黄酮类成分，其中芹菜苷(cynaroside)和木犀草素(luteolin)在5 μM浓度即可抑制ROS生成达70%。结构-活性关系表明B环3',4'-二羟基是关键药效团。

4 Discussion

研究首次揭示SHE通过三重机制发挥神经保护作用：①直接激活Nrf-2抗氧化通路和ERK/CREB神经营养通路；②抑制小胶质细胞NF-κB/MAPK介导的神经炎症；③通过调节肠道菌群组成影响菌群-脑轴。值得注意的是，100 mg/kg SHE的认知改善效果优于200 mg/kg，呈现典型的"毒物兴奋效应"剂量关系。黄酮苷类成分的神经保护活性与其B环邻二酚羟基结构密切相关，这为AD靶向药物设计提供了结构模板。

5 Conclusion

该研究系统论证了螺旋藻乙醇提取物作为多靶点神经保护剂的潜力，其通过调控氧化应激-神经炎症-菌群失衡网络改善认知功能障碍，为开发抗阿尔茨海默病的天然药物提供了实验依据和候选化合物。