肠道菌群-胆汁酸-脑轴与TGR5-ERK1/2信号通路介导ADT诱导的认知功能障碍

本研究揭示了雄激素剥夺疗法（ADT）导致认知障碍的新机制：通过改变肠道菌群组成，减少胆汁酸转化菌（如Bacteroides和Clostridium scindens），降低神经保护性胆汁酸TDCA水平，进而抑制海马TGR5受体和ERK1/2磷酸化信号通路。补充TDCA或靶向该通路可显著改善认知功能，为前列腺癌ADT治疗相关神经毒性提供了潜在治疗策略。

　　

ABSTRACT

Aims

尽管雄激素剥夺疗法（ADT）是晚期前列腺癌的关键治疗手段，但它与认知功能障碍相关，这一现象主要归因于全身代谢改变和神经炎症。然而，肠道菌群在ADT诱导认知障碍中的确切作用尚不清楚，这构成了本研究的基础。我们的目标是探索前列腺癌ADT后肠道代谢变化与认知功能障碍之间的相关性。

Methods

建立了ADT诱导认知功能障碍的皮下PC3荷瘤小鼠模型。通过行为测试（OFT、NORT和Y迷宫）评估认知表现。通过16S rRNA测序和靶向代谢组学分析肠道菌群组成、粪便和海马胆汁酸谱。为了研究潜在机制，我们进一步通过口服灌胃给ADT易感（ADT-su）小鼠补充牛磺去氧胆酸（TDCA），并用PD98059抑制ERK1/2信号，随后进行行为测试和海马Takeda G蛋白偶联受体5（TGR5）及ERK1/2表达的Western blot分析。

Results

层次聚类分析显示ADT诱导了部分小鼠的认知障碍（ADT易感和非易感）。这些小鼠表现出肠道菌群失调，以胆汁酸转化类群的耗竭为特征，包括Bacteroides spp.和Clostridium scindens。此外，将ADT-su小鼠的粪便微生物移植（FMT）给伪无菌小鼠有效转移了认知缺陷并改变了海马胆汁酸谱，证实了肠道菌群在ADT诱导神经认知衰退中的因果作用。值得注意的是，ADT-su小鼠的肠道和海马TDCA水平均显著降低。机制上，补充TDCA改善了认知表现并上调了海马TGR5和p-ERK1/2表达，而用PD98059抑制ERK1/2部分逆转了这些效应。

Conclusion

我们的研究结果表明，肠道菌群介导的胆汁酸失调，特别是TDCA减少，通过受损的TGR5-ERK1/2信号导致ADT诱导的认知功能障碍。靶向这一通路可能代表一种新的治疗策略，以减轻接受ADT的前列腺癌患者的认知障碍。

1 Introduction

雄激素剥夺疗法（ADT）是晚期前列腺癌（PCa）的标准干预措施，可有效降低雄激素水平或阻断雄激素受体信号，有效抑制肿瘤生长和进展。因此，ADT可显著改善转移性和晚期局部区域性疾病患者的生存结局。ADT旨在抑制雄激素的产生或抑制雄激素受体信号，从而限制雄激素依赖性前列腺癌细胞的生长和存活。临床上，ADT可通过手术去势（双侧睾丸切除术）或使用促性腺激素释放激素（GnRH）激动剂、GnRH拮抗剂以及雄激素受体通路抑制剂（如恩扎卢胺和阿比特龙）进行药物去势来实现。尽管ADT在控制肿瘤进展方面有效，但长期ADT与多种不良反应相关，包括代谢紊乱、心血管风险、骨质疏松和神经认知障碍，显著影响患者的生活质量。

长期ADT暴露与神经认知缺陷相关，如记忆、执行功能和空间处理受损，尽管其潜在机制尚不清楚，但对患者生活质量和治疗依从性有重大影响。临床前研究表明，睾丸激素剥夺可能通过BDNF下调和淀粉样蛋白-β积累损害海马神经发生和突触可塑性。全身炎症也可能起作用，因为ADT诱导性腺功能减退可提高IL-6和TNF-α水平，破坏血脑屏障，并加重神经毒性。

肠-脑轴是将全身生理变化与脑功能联系起来的关键途径。肠道菌群是位于胃肠道（GI）的复杂微生物群落，对维持健康和调节各种代谢和免疫过程至关重要。在这方面，值得注意的是，菌群失调，即肠道菌群组成失衡，与各种神经认知障碍有关，包括阿尔茨海默病（AD）和化疗诱导的认知障碍（CICI）。此外，肠道菌群产生的代谢物，如短链脂肪酸（SCFAs）、神经递质前体和炎症介质，可能影响脑代谢和功能。

海马是调节学习和记忆的关键脑区，特别容易受到代谢紊乱的影响。全身和局部变化诱导的海马内代谢重编程可能改变神经元活动、突触可塑性和神经发生，导致认知衰退。此外，神经炎症和代谢变化之间的相互作用可能进一步复杂化这些过程。值得注意的是，慢性神经炎症可能影响成年出生神经元在海马网络中的募集，影响认知功能。在ADT的背景下，改变的肠道菌群、其代谢物和海马代谢重编程之间的潜在相互作用仍然是一个未探索但非常有前景的研究领域。

在此，我们旨在探索肠道菌群及其代谢物在与ADT诱导前列腺癌小鼠模型认知障碍相关的海马代谢重编程中的作用。我们使用16S rRNA测序、非靶向代谢组学和行为测试绘制了ADT诱导认知功能障碍小鼠的肠-脑轴图谱。除了阐明ADT与认知功能障碍之间关系的机制外，我们的发现还突出了ADT诱导前列腺癌幸存者神经退行性变的潜在治疗靶点。

2 Materials and Methods

2.1 Animals

雄性Balb/c裸鼠（年龄=6-8周）购自北京维通利华实验动物技术有限公司（北京，中国），并在标准饲养条件下等待测试。人前列腺癌PC3细胞在补充有10%胎牛血清（FBS）和1%青霉素-链霉素的RPMI-1640培养基中培养。在70%至80%融合时，用0.25%胰蛋白酶-EDTA分离细胞，用PBS洗涤，然后重悬于无血清RPMI-1640中。随后，对细胞悬液进行定量并调整至最终浓度1×10⁷个细胞/mL，然后与Matrigel以1:1比例混合以增强体内肿瘤形成。每只动物使用27G针头皮下注射PC3细胞（5×10⁶个细胞于100μL悬液）到右侧腹股沟。之后，每天监测小鼠的肿瘤生长、一般健康状况和体重变化。每3天用卡尺测量肿瘤大小，体积计算公式为：肿瘤体积=1/2（长×宽²）。本研究经北京协和医院动物护理和使用委员会批准（批准号：XHDW-2024-193）。

2.2 ADT via Castration

首先，将动物随机分为两组：对照组（假手术，6只小鼠）和ADT组（去势，12只小鼠）。ADT组在戊巴比妥钠溶液（50 mg/kg，腹腔注射）全身麻醉下进行手术去势。然后通过阴囊小切口切除睾丸，用无菌手术线缝合伤口。另一方面，对照组进行假手术，暴露睾丸但不切除。术后护理包括镇痛药管理和监测痛苦或感染迹象。允许动物恢复17天，然后进行后续实验。

2.3 Behavioral Test

ADT和对照组均在手术后17天进行行为实验。开放场地测试（OFT）用于检查一般运动、焦虑和重复行为，而Y迷宫测试用于评估空间工作和参考记忆。另一方面，新物体识别（NOR）测试用于评估非空间视觉学习和记忆。在所有测试中，每次会话后都用医用酒精清洁实验装置以最小化气味。行为数据使用智能视频跟踪软件自动捕获和分析。

2.4 Open Field Test

经过3小时适应期后，将动物单独放置在一个不透明开放场地室（40 cm×40 cm×40 cm）的中心。允许它们自由移动5分钟，然后在弱光条件（300 lx）下进行测试。使用自动化视频跟踪系统记录和分析总行进距离和在室中心区域花费的时间。

2.5 NOR Test (NORT)

NORT测试按照先前研究进行。首先，将两个相同物体放置在场地的相对两侧，每个物体距离最近墙壁6 cm。在训练期间，适应后允许动物探索空场地5分钟。2小时后，将动物重新引入场地进行5分钟测试会话，期间将一个相同物体替换为新物体。记录探索新物体（NT）和熟悉物体（FT）的时间。识别指数（RI）计算公式为：RI=NT/(NT+FT)。

2.6 Y-Maze

Y迷宫测试在具有120°角三个臂的Y形装置中进行。每个臂长30 cm，宽8 cm，高15 cm。在训练期间，两个臂（起始和熟悉臂）保持开放，而第三个臂（新臂）被阻塞。将动物放置在起始臂并允许自由探索两个开放臂5分钟。经过2小时保留间隔后，所有三个臂都开放，允许动物探索迷宫额外5分钟。记录在每个臂中花费的时间和新臂进入次数。计算在新臂中花费的时间比例以评估空间工作记忆。使用自动化视频跟踪软件捕获和分析行为数据。

2.7 Clustering Analysis of Cognitive Function in ADT Mice

为了识别具有差异认知反应的ADT治疗小鼠亚组，我们基于两个行为测试结果进行了无监督聚类分析：Y迷宫测试新臂花费时间和NORT的识别指数。行为数据首先使用Z-score标准化进行标准化。然后使用Ward linkage方法和欧几里得距离作为相异度度量进行层次聚类。 resulting树状图揭示了两个 distinct簇，我们定义为ADT易感（ADT-su，表现出明显认知障碍）和ADT非易感（ADT-uns，显示轻微或无认知缺陷）。这些分层亚组随后用于下游肠道菌群和代谢组学分析以研究潜在机制差异。

2.8 Pseudo Germ-Free Mice and Fecal Microbial Transplantation

按照先前建立的方案进行肠道菌群耗竭和粪便微生物移植（FMT）。为了消除肠道细菌，动物每天口服抗生素鸡尾酒（ABX）[万古霉素（100 mg/kg）、硫酸新霉素（200 mg/kg）、甲硝唑（200 mg/kg）和氨苄青霉素（200 mg/kg）]连续四天，显著减少肠道菌群，从而产生伪无菌小鼠模型。在干预期结束后治疗后测试前收集所有小鼠的粪便样本。使用DNeasy PowerSoil Pro Kit（Qiagen, Germantown, Maryland）按照制造商方案从约60 mg粪便材料中提取基因组DNA，最终体积为50 μL DNA溶液。使用Qubit荧光计（Thermo Fisher Scientific）采用高灵敏度dsDNA检测试剂盒测量1 μL提取DNA的浓度。

对于FMT，首先分别从ADT和对照组供体小鼠收集粪便样本。将粪便在磷酸盐缓冲盐水（PBS）中均质至最终浓度0.125 g/mL。每只小鼠通过口服灌胃每天一次接受0.15 mL粪便悬液，持续3天。

伪无菌小鼠根据供体菌群分为三组：F-ADT-CD（ADT认知功能障碍）、F-ADT-NCD（ADT非认知功能障碍）和F-对照。在最终FMT会话后一天进行行为测试。图4A详细说明了实验设置和时间表。

2.9 16S rRNA Microbiome Sequencing

行为实验后立即收集粪便样本，迅速冷冻并存储在-80°C，按照既定方案。LC-Bio Technology Co. Ltd.（杭州，中国）进行了肠道菌群的16S rRNA测序。在Illumina平台（San Diego, CA, USA）上进行文库制备、DNA提取、PCR扩增和测序。生成FASTQ格式的原始测序数据并进行处理。然后使用LC-Bio Technology Co. Ltd.提供的软件对原始数据进行进一步生物信息学分析，包括质量控制、操作分类单元（OTU）聚类和分类学分类。

2.10 GC–MS/LC–MS Analysis of Fecal Metabolites and Bile Acid Metabolomics in the Hippocampus

GC–MS/LC–MS（气相色谱-质谱/液相色谱-质谱）分析步骤包括样品预处理（粪便或海马组织）、代谢物提取、性激素分析（SHA）、全扫描LC–MS检测、数据处理和统计分析。使用Dionex U3000 UHPLC系统耦合QE Plus高分辨率质谱仪（HR-MS）进行实验。使用Progenesis QI V2.3软件（Nonlinear Dynamics, Newcastle, UK）处理原始LC–MS数据。使用来自正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）模型的变量重要性投影（VIP）分数评估每个变量对组间分化的贡献。使用双尾Student t检验确定组间代谢物差异的统计显著性。差异代谢物的鉴定标准为VIP分数>1.0且p值<0.05。

2.11 Validation of the Underlying Mechanism Following Bile Acid Supplementation

为了进一步研究TGR5-ERK1/2信号通路在ADT诱导认知功能障碍中的作用，我们建立了一个扩展实验设计，包括四组ADT治疗小鼠：ADT-uns、ADT-su、ADT-su口服牛磺胆酸（TDCA, HY-B1899, MCE）和ADT-su口服TDCA联合PD98059（一种特异性ERK1/2抑制剂）。

ADT-su小鼠通过口服灌胃每天一次接受TDCA补充，连续七天，剂量为120 mg/kg/天，制备于无菌PBS中。在联合治疗组中，每次TDCA灌胃前30分钟腹腔注射（i.p.）PD98059，剂量为5 mg/kg。

治疗过程后，所有组进行行为测试，包括开放场地测试（OFT）、新物体识别测试（NORT）和Y迷宫，如前所述。行为实验完成后，处死小鼠，收集海马组织并立即在液氮中冷冻用于后续Western blot（WB）分析。

对于WB，海马组织均质化和裂解，使用BCA assay定量蛋白质浓度。等量蛋白质通过SDS-PAGE分离，转移到PVDF膜，并用以下一抗探测：抗ERK1/2（Abcam, ab184699）、抗磷酸化ERK1/2（p-ERK1/2; Abclonal, AP0234）、抗β-Actin（Abclonal, AC038）和抗TGR5（Novus, NBP2-23669）。使用HRP偶联二抗，通过增强化学发光（ECL）检测信号。

使用ImageJ软件量化条带强度，p-ERK1/2和TGR5的相对表达水平分别归一化至总ERK1/2和β-Actin。

2.12 Evans Blue Permeability Assay

静脉注射制备于无菌盐水中的2%伊文思蓝溶液（4 mL/kg, Sigma Aldrich）并允许在小鼠体内循环2小时，然后处死。经PBS经心灌注后，仔细取出脑并称重。然后将组织样本在N,N-二甲基甲酰胺（Sigma Aldrich）中均质化并在60°C孵育72小时。离心后，使用分光光度计（Molecular Devices, Sunnyvale, CA）在620 nm测定所得上清液的吸光度。

2.13 Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)

使用 respective ELISA kits（Boster Co. Ltd.）按照制造商说明测量小鼠血清IL-6和TNF-α浓度。

2.14 Statistical Analysis

所有定量数据均以均值±标准误（SEM）表示，误差条表示SEM。使用Kolmogorov–Smirnov检验评估正态性，并使用单因素方差分析（ANOVA）分析组间差异，然后进行Tukey多重比较检验。p<0.05的结果被认为具有统计显著性。所有统计分析和图表生成（不包括16S rRNA microbiome测序和LC–MS的特定数据）均使用GraphPad Prism 6.0和Adobe Photoshop 22.1.1进行。

3 Results

3.1 ADT-Induced Cognitive Dysfunction and Dysbiosis in Mice

本研究中使用的PC3荷瘤小鼠模型采用Balb/c裸鼠构建。所有PC3荷瘤小鼠均按照图1A概述进行ADT。17天后，小鼠进行了多项行为测试，包括Y迷宫、OFT和NORT。然后处死动物用于样本收集和后续分析。使用LC/MS测量血清睾丸激素和二氢睾丸激素水平，显示ADT组雄激素水平显著低于假手术组，从而证实了ADT模型的成功建立（图1B）。肿瘤体积没有显著变化（图1C,D）。

为了进一步建立ADT与认知功能的关系，基于Y迷宫测试新臂花费时间和NORT中的RI对动物进行层次聚类分析（图2A）。在OFT中，三组在中心区域花费时间（图2B）或总行进距离（图2C）方面没有显著差异。在Y迷宫测试中，我们观察到ADT-su组在新臂中花费的时间显著少于对照组和ADT-uns组（图2D），如代表性热图所示（图2E）。此外，与其他两组相比，ADT-su组在NORT中表现出显著较低的RI（图2F），如代表性热图所示（图2G）。这些发现共同表明ADT-su组经历了记忆和学习障碍。

收集三组的粪便样本并进行16S rRNA测序，以进一步探索ADT诱导认知障碍与肠道菌群失调之间的潜在关联。ADT-su组表现出肠道菌群失调。同时，三组在α多样性方面没有显著差异（图3A），进行了主坐标分析（PCoA）（图3B），揭示了组间肠道菌群组成的显著差异。图3C显示了组间前10个差异丰富的细菌物种。在ADT-su组中，s__Acinetobacter_sp.和s__Acinetobacter_sp._H1显著下调。另一方面，s__Acinetobacter_calcoaceticus仅在ADT-uns组中显著增加，而s__Kineothrix_sp.的显著升高是ADT-su组独有的。图3D显示了物种水平前30个差异丰富物种及其相应的基因水平分类。

3.2 FMT-Induced Cognitive Deficits in Pseudo Germ-Free Mice

图4A说明了制备伪无菌小鼠的过程。对照组和ABX组之间粪便微生物DNA浓度差异显著。在干预结束时从6只对照小鼠和18只ABX小鼠的粪便样本中提取DNA。对照组表现出显著更高的DNA浓度，平均值为[51.83±11.13] ng/μL，而ABX组显示显著降低的水平[5.167±2.431] ng/μL。使用Mann–Whitney U检验的统计分析证实这种差异高度显著（p<0.001），表明抗生素治疗后肠道菌群有效耗竭。制备后，将伪无菌小鼠随机分为三组，并使用来自假手术、ADT-su和ADT-uns组供体小鼠的样本进行FMT。菌群移植后，三组进行OFT、NORT和Y迷宫测试，显示在OFT中总行进距离或在中心区域花费时间没有显著差异。这一发现与其相应菌群供体小鼠的OFT表现一致（图4B,C）。

有趣的是，在Y迷宫测试中，接受来自ADT-su组供体小鼠肠道菌群的FMT小鼠探索新臂的时间显著减少（图5A），如代表性热图所示（图5B）。与其他两组相比，这些小鼠在NORT中也表现出显著较低的RI（图5C），如代表性热图所示（图5D）。这些行为发现表明肠道菌群失调可能诱导ADT-su小鼠的认知障碍，主要表现为学习和记忆障碍。肿瘤体积没有显著变化（图5E,F）。

3.3 Differences in Metabolites of Gut Flora in ADT-Induced Cognitive Dysfunction Mice

收集假手术、ADT-su和ADT-uns小鼠的粪便样本并进行非靶向代谢组学分析，以进一步探索肠道菌群失调与ADT诱导认知功能障碍之间的关系。生成了描绘组间差异代谢物的维恩图，显示ADT-su组与ADT-uns和假手术组分别有54和133个差异代谢物。另一方面，ADT-uns组与假手术组有205个差异代谢物（图6A）。偏最小二乘判别分析（PLS-DA）说明了组间分布，揭示了三组肠道菌群代谢物的显著差异（图6B）。还生成了火山图以可视化ADT-su和ADT-uns组之间的差异代谢物，前者表现出34个显著上调和20个显著下调的代谢物（图6C）。

进行了京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析（图6D），揭示了大量差异代谢物富集在初级和次级胆汁酸生物合成途径中。宿主胆汁酸代谢与肠道菌群密切相关，胆汁酸代谢紊乱可能导致认知障碍。因此，对初级和次级胆汁酸生物合成途径进行了基因集富集分析（GSEA）（图6E）。根据结果，肠道菌群失调与初级和次级胆汁酸生物合成途径相关，暗示它可能影响ADT-su小鼠的胆汁酸合成， potentially contributing to ADT诱导认知功能障碍。相反，ADT-uns小鼠的肠道菌群似乎对胆汁酸代谢紊乱具有保护作用。图6F显示了组间具有显著差异的两种胆汁酸（牛磺去氧胆酸[TDCA]和石胆酸[LCA]）。

3.4 Targeted Bile Acid Metabolomics in the Hippocampus Revealed Bile Acid Metabolic Reprogramming in ADT-Su Mice

胆汁酸通常可以穿过血脑屏障（BBB）并渗透到中枢神经系统（CNS），直接或间接影响认知相关过程，包括神经递质合成和突触可塑性。由于海马与认知功能密切相关，我们对ADT诱导认知功能障碍小鼠的海马胆汁酸进行了靶向代谢组学分析，揭示了三组多种胆汁酸水平的显著差异（图7）。值得注意的是，与假手术组相比，ADT诱导了海马内几种胆汁酸水平的改变，突出了其对哺乳动物胆汁酸代谢的潜在影响。此外，ADT-su小鼠海马TDCA水平显著低于其他两组，突出了TDCA against ADT诱导认知功能障碍的潜在保护作用。

3.5 Behavioral Outcomes and Mechanistic Validation After TDCA Supplementation

为了进一步研究TGR5-ERK1/2信号在TDCA神经保护作用中的参与，我们对四个实验组（ADT-uns、ADT-su、ADT-su+TDCA和ADT-su+TDCA+PD98059）的海马组织进行了Western blot分析（图8A-H）。如图8I,J所示，与ADT-su组相比，ADT-su+TDCA组TGR5表达显著升高（p<0.01），表明外源性TDCA补充增强了TGR5的激活。

一致地，磷酸化ERK1/2（p-ERK1/2）的水平，TGR5信号的关键下游效应器，在ADT-su+TDCA组中相对于ADT-su对照显著增加（p<0.01）（图8I,K）。值得注意的是，PD98059的给药有效抑制了TDCA诱导的ERK1/2磷酸化（与ADT-su+TDCA相比p<0.01），证实了ERK1/2通路调节的特异性。相应地，在ADT-su+TDCA组中观察到的行为改善在PD98059治疗组中部分逆转，进一步支持了TGR5-ERK1/2轴在介导TDCA认知益处中的关键作用。

这些发现共同表明，TDCA在ADT诱导认知功能障碍中的神经保护作用至少部分依赖于TGR5–ERK1/2信号通路的激活。

3.6 The Evans Blue Assay Demonstrates BBB Disruption in ADT-Susceptible Mice

大体脑检查显示对照小鼠中伊文思蓝染色 minimal or no，而在表现出认知障碍的ADT治疗小鼠中观察到明显的蓝色 discoloration，表明BBB破坏。定量测量证实，与对照组和ADT非易感组相比，ADT易感小鼠中伊文思蓝积累显著升高（p<0.05，单因素ANOVA与事后检验）。这些结果表明ADT诱导性腺功能减退与BBB损害相关，这可能 contribute to观察到的神经认知缺陷。

3.7 Serum IL-6 and TNF-α Levels Are Selectively Elevated in ADT-Susceptible Mice

ELISA定量显示循环促炎细胞因子的组依赖性变化。与对照组和ADT-uns组相比，ADT-su小鼠中IL-6浓度显著增加，而ADT-uns小鼠相对于对照组显示轻微但可测量的升高。相反，与对照组和ADT-uns组相比，ADT-su小鼠中TNF-α水平显著更高，而ADT-uns小鼠与对照组没有差异。这些发现表明全身炎症在ADT-su小鼠中最明显，与认知障碍表型一致。

4 Discussion

已经确定ADT降低雄激素水平，从而抑制前列腺癌，使其成为标准干预措施，特别是在晚期病例中。除了预防疾病进展外，ADT还可以提高患者生存率（SRs）。在去势抵抗性前列腺癌（CRPC）患者中，ADT是一线治疗，其较其他前列腺癌病例更长的持续时间反映了疾病进展的差异。在此，为了与临床治疗方案保持一致，我们选择PC3细胞系用于研究皮下肿瘤发生。该细胞系源自一名62岁高加索男性IV期前列腺腺癌的骨转移，具有低酸性磷酸酶活性和5-α-睾丸酮还原酶活性。与LNCaP等雄激素敏感细胞系不同，PC3细胞不表达雄激素受体（AR）， thereby representing晚期前列腺癌的生物学特征。这使得PC3特别适用于研究ADT的长期 effects，特别是 regarding肿瘤-宿主相互作用 affecting肠道菌群和中枢神经系统功能。此外，皮下植入方法技术简单，肿瘤形成率高，并允许在 large样本量中更一致地监测治疗效果。治疗后，我们评估了ADT治疗小鼠的肿瘤体积，揭示了ADT对肿瘤生长的 minimal影响，这与CRPC特征一致。

ADT后前列腺癌患者的认知障碍最近成为一个主要的临床关注点。根据研究，ADT可能导致认知功能下降，老年男性经历更明显的影响。总体而言，ADT在降低体内雄激素水平后可能影响脑形态和认知功能。尽管一些研究报告工作记忆或生活质量没有显著变化，但长期ADT使用可能导致更多的认知和神经后果。此外，关于ADT对认知功能影响的研究结果仍然有些争议。虽然一些研究表明ADT不会显著影响患者的认知功能或减少抑郁症状，但它们仍然强调需要更大规模和长期的 prospective随机试验来进一步验证研究结果。

据我们所知，这是第一项机制性地将ADT诱导前列腺癌小鼠认知功能障碍与肠道菌群失调及随后胆汁酸代谢扰动联系起来的研究。我们采用了一种整合分析方法，包括16S rRNA测序、多室代谢组学和行为表型分析，揭示了一个新的“肠道菌群-胆汁酸-海马代谢”轴，该轴在雄激素剥夺后驱动神经认知缺陷。值得注意的是，我们在上述背景下的发现与先前将肠道失调与神经认知障碍联系起来的研究一致。

我们进行了海马代谢组学分析，揭示了胆汁酸组成的显著改变，特别是神经保护性胆汁酸（如TDCA）水平的显著降低，其显示出 against神经退行性疾病的潜在治疗 effects。

胆汁酸通过两种主要机制调节海马功能。首先，作为信号分子，它们与核受体和GPCRs（例如FXR和TGR5）相互作用，影响炎症、神经元生长和突触可塑性， thereby调节认知功能。其次，胆汁 acid可能作为海马神经元线粒体生物能量学的代谢调节剂。线粒体可能 crucial影响各种脑区的神经元功能，包括海马，其调节学习和记忆。通过它们对线粒体功能的影响，胆汁 acid可能 also调节神经元中的能量稳态，确保最佳性能的充足能量供应，特别是在认知需求增加的时期。

16S测序显示ADT显著耗竭胆汁酸转化类群，包括拟杆菌门（例如Bacter