佛手中的梅兰津水合物通过依赖微生物群的丁酸-胃饥饿素轴来恢复脑肠稳态

《npj Biofilms and Microbiomes》：Meranzin hydrate from Fructus Aurantii restores brain-gut homeostasis through a microbiota-dependent butyrate-ghrelin axis

　　

摘要

尽管肠道微生物群产生的代谢物在宿主神经内分泌调节中的作用日益受到重视，但目前仍不清楚，通过口服摄入的植物成分是否能够借助以特定有效成分为基础、可作用于大脑的微生物群-代谢物-内分泌途径来恢复大脑与肠道之间的平衡。在本研究中，我们在一种具有胃肠道动力不足特征的慢性不可预测轻度压力抑郁模型中，运用基于有效成分含量的药理学分析方法，发现橙子果实中的水合梅兰津是唯一能在大脑中检测到的被吸收的成分，并且在该有效成分对应剂量下，它能够产生与原始植物成分相似的抗抑郁效果以及促进胃肠道蠕动的功效。通过16S rRNA分析、短链脂肪酸定量、血浆胃饥饿素检测、拮抗剂分析、静息态功能性磁共振成像、血清等效物检测以及跨组织转录组分析，我们发现水合梅兰津能够逆转压力导致的微生物生态失衡，恢复发酵产物尤其是丁酸的生成，同时重新建立微生物代谢功能、循环中的胃饥饿素水平与大脑及肠道功能之间的关联。为直接验证该作用对微生物群的依赖性，我们使用了广谱抗生素清除微生物群，结果发现这显著削弱了水合梅兰津带来的短链脂肪酸生成恢复、血浆胃饥饿素水平上升、抑郁行为改善以及胃肠道蠕动增强等效果。值得注意的是，在微生物群被清除的情况下，外源性丁酸钠虽无法恢复细菌生物量，但能够部分恢复胃饥饿素水平及相关的功能表现，这一现象表明该作用依赖于微生物群，其机制涉及丁酸与胃饥饿素的相互作用，而非单纯的生态学关联。进一步的研究显示，GHSR1a受体阻断会干扰这种恢复过程，而转录组分析则揭示了海马体与胃部存在共同的收缩-免疫反应机制。总体而言，这些研究结果表明水合梅兰津是橙子果实发挥功效的重要成分，同时也为慢性压力状态下大脑与肠道功能恢复过程中存在依赖微生物群的丁酸-胃饥饿素相互作用机制提供了实证支持。