补骨脂查尔酮通过调控肠脑轴与系统代谢发挥帕金森病神经保护作用的新机制

本研究揭示天然化合物补骨脂查尔酮（Bavachalcone）通过多靶点干预帕金森病（PD）病理进程：改善运动功能障碍，保护黑质-纹状体多巴胺能神经元，抑制神经炎症与胶质细胞活化，重塑肠道菌群结构（如提升短链脂肪酸产生菌Allobaculum，抑制促炎菌Ligilactobacillus），并调控血清代谢谱（涉及丙酮酸代谢、叶酸生物合成和苯丙氨酸代谢等关键通路），为PD治疗提供了基于肠脑轴调控的创新策略。

　　

引言

帕金森病作为仅次于阿尔茨海默病的第二大神经退行性疾病，全球影响超过600万人，尤其在60岁以上人群中患病率近1%。其临床特征包括运动迟缓、静止性震颤、肌强直和姿势不稳，病理核心是中脑黑质多巴胺能神经元的进行性丧失。近年来，肠脑轴在PD发病机制中的作用备受关注，肠道菌群通过免疫调节、代谢物产生和神经调控等多种途径影响中枢神经系统功能。菌群失调常见于PD患者，提示肠道炎症和微生物来源的神经活性分子可能参与神经退行过程。

补骨脂查尔酮是从传统中药补骨脂中分离的异戊烯化查尔酮类化合物，既往研究显示其在氧化应激和神经炎症模型中具有保护作用，且能穿透血脑屏障进入脑组织蓄积。然而，其对PD的系统性作用及肠脑轴调控机制尚未明确。本研究采用MPTP诱导的PD小鼠模型，全面评估补骨脂查尔酮对运动功能、多巴胺神经元存活、肠道菌群组成和血清代谢谱的影响。

材料与方法

采用8周龄雄性C57BL/6小鼠，随机分为对照组、MPTP模型组、低剂量补骨脂查尔酮（30 mg/kg）和高剂量组（60 mg/kg）。连续7天灌胃给药后，除对照组外均腹腔注射MPTP（25 mg/kg/d）诱导PD模型。通过开放旷场实验、爬杆实验和旋转棒测试评估运动功能；采用蛋白质免疫印迹（Western blot）、免疫组化和免疫荧光分析黑质和纹状体酪氨酸羟化酶（TH）表达及胶质细胞活化标志物（GFAP/IBA1）；通过ELISA检测血清炎症因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）水平；采集粪便样本进行16S rDNA测序分析肠道菌群；利用非靶向代谢组学（LC-MS/MS）分析血清代谢物变化。

结果

补骨脂查尔酮改善MPTP诱导的运动缺陷

行为学测试表明，MPTP组小鼠在开放旷场中的总移动距离显著减少，运动轨迹简化；爬杆时间明显延长；旋转棒停留距离缩短。补骨脂查尔酮治疗显著逆转这些行为异常，呈现剂量依赖性改善效果，表明其有效缓解MPTP导致的运动功能障碍。

保护多巴胺能神经元

Western blot显示MPTP组纹状体TH蛋白表达显著降低，而补骨脂查尔酮干预部分恢复其水平。免疫荧光染色进一步证实，MPTP组黑质TH阳性神经元数量急剧减少，经补骨脂查尔酮治疗后神经元损失得到明显遏制，证明其对多巴胺能神经元具有直接保护作用。

抑制系统性与中枢炎症

MPTP小鼠血清中TNF-α、IL-1β和IL-6水平显著升高，补骨脂查尔酮处理后这些炎症因子浓度剂量依赖性下降。同时，黑质区域星形胶质细胞标志物GFAP和小胶质细胞标志物IBA1的表达在MPTP组显著增强，提示神经炎症激活，而补骨脂查尔酮有效抑制了胶质细胞活化，表明其兼具外周和中枢抗炎效应。

调节肠道菌群多样性与组成

α多样性分析（ACE、Chao指数）显示MPTP组菌群丰富度下降，补骨脂查尔酮干预后恢复；β多样性分析（PCoA、NMDS）表明各组菌群结构存在明显分离。在门水平，MPTP组厚壁菌门（Firmicutes）减少，拟杆菌门（Bacteroidota）、放线菌门（Actinobacteria）和弯曲杆菌门（Campylobacterota）增加，补骨脂查尔酮部分逆转这一趋势。属水平上，MPTP组有益菌Allobaculum（产短链脂肪酸菌）丰度降低，而潜在有害菌Ligilactobacillus、Helicobacter和Eubacterium xylanophilum增多，补骨脂查尔酮处理恢复Allobaculum水平并抑制致病菌生长。进化树分析提示补骨脂查尔酮通过调控特定微生物类群发挥神经保护作用。

重塑血清代谢谱

代谢组学鉴定出补骨脂查尔酮与MPTP组间206种差异代谢物（133种上调，73种下调）。多元统计分析（PCA、PLS-DA、OPLS-DA）显示两组代谢谱明显分离。VIP分析识别出次黄嘌呤（hypoxanthine）、獐牙菜苦苷（swertiamarin）、核黄素（riboflavin）和替奥罗宁（tiopronin）等关键代谢物。KEGG通路富集显示差异代谢物主要涉及丙酮酸代谢、叶酸生物合成、糖酵解/糖异生和苯丙氨酸代谢等通路，这些代谢途径与PD病理密切相关。

讨论

本研究表明补骨脂查尔酮通过多机制发挥PD保护作用：其一，直接保护多巴胺能神经元，可能与其激活Nrf2/ARE抗氧化通路及抑制COX-2、iNOS等炎症介质有关；其二，调节肠道菌群结构，增加有益菌（如产SCFA的Allobaculum），减少致病菌（如Ligilactobacillus、Helicobacter），从而改善肠屏障功能与神经炎症；其三，逆转MPTP引起的系统代谢紊乱，尤其是丙酮酸代谢（线粒体功能）、苯丙氨酸代谢（多巴胺合成前体）和叶酸代谢（抗氧化与甲基化）等关键通路。次黄嘌呤和核黄素等代谢物的上调进一步增强了内源性抗氧化能力。

然而，研究仍存在局限：补骨脂查尔酮的具体分子靶点需通过无菌动物或抗生素处理模型验证；药代动力学参数和最佳治疗窗待确立；菌群-代谢物-中枢系统的因果联系需进一步探讨；且未检测肠道局部代谢物变化及其功能影响。

结论

补骨脂查尔酮通过改善运动功能、保护多巴胺能神经元、抑制炎症反应、调节肠道菌群结构和重塑系统代谢谱，在MPTP诱导的PD模型中表现出显著神经保护作用，是一种具有多靶点治疗潜力的天然化合物，为PD干预提供了基于肠脑轴调控的新方向。