《Microbiology Spectrum》：Gut dysbiosis impairs HPA axis function and exacerbates post-stroke inflammation in high-fat diet-fed male mice
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高脂饮食（HFD）诱导的代谢应激与下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴功能受损相关，但其对卒中结局的影响和肠道菌群的作用仍不清楚。研究人员在小鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型中发现，HFD诱导肠道菌群失调，抑制下丘脑CRH表达，并降低循环皮质酮，进而加剧神经炎症和
高脂饮食（HFD）诱导的代谢应激与下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴功能受损相关，但其对卒中结局的影响和肠道菌群的作用仍不清楚。研究人员在小鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型中发现，HFD诱导肠道菌群失调，抑制下丘脑CRH表达，并降低循环皮质酮，进而加剧神经炎症和神经元凋亡，并恶化神经功能恢复。通过粪菌移植或补充*Akkermansia muciniphila*的干预部分恢复了HPA轴活性，减轻了炎症损伤，并改善了卒中后行为学结局。这些发现表明，在代谢应激条件下，肠道菌群–HPA轴可能相关，并为代谢脆弱人群改善卒中预后提供了一种可能的基于微生物群的辅助策略。
缺血性卒中（ischemic stroke）作为全球死亡和长期残疾的主要原因，其病理生理涉及复杂的神经内分泌反应，其中下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴被认为发挥关键调节作用。然而，关于激素治疗在卒中管理中的适用性存在争议：高剂量糖皮质激素（glucocorticoid）治疗未显示显著临床获益，甚至可能加重高血糖和免疫抑制；而部分临床前研究提示糖皮质激素可通过减少梗死体积和保护血脑屏障发挥神经保护作用。这种矛盾表明，个体基线激素状态可能是决定激素疗效的关键因素——在HPA轴功能受损和糖皮质激素水平低于生理状态的患者中，适度激素恢复可能有益；而在基线水平正常或升高的个体中，外源性激素补充反而可能触发负反馈并破坏系统稳态。
高脂饮食（high-fat diet, HFD）作为代谢紊乱的主要驱动因素，已被证实与神经内分泌失调和不良卒中结局密切相关。慢性HFD可改变HPA轴活性、破坏糖皮质激素信号，并加剧神经炎症级联反应。肥胖和代谢综合征（metabolic syndrome）进一步导致肠道菌群失调，并通过肠道-大脑轴（gut–brain axis）影响神经内分泌应激反应和神经损伤。然而，HFD诱导的肠道菌群改变如何直接影响HPA轴及卒中结局，尚缺乏直接实验证据。为此，研究人员旨在探究HFD喂养小鼠中微生物群靶向干预是否与HPA轴活性、内源性激素水平及卒中后结局的变化相关，从而揭示肠道菌群–HPA轴–卒中之间的关系。本研究发表于《Microbiology Spectrum》。
主要关键技术方法如下：本研究使用8周高脂饮食（HFD）喂养的雄性C57BL/6J小鼠（源自北京维通利华实验动物技术有限公司）建立代谢应激模型，通过大脑中动脉闭塞（MCAO）线栓法诱导缺血性卒中。采用16S rRNA扩增子测序（Illumina NovaSeq平台）分析肠道微生物组成；通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）、促肾上腺皮质激素（ACTH）和皮质酮水平；运用免疫荧光染色评估下丘脑CRH表达及脑内小胶质细胞（Iba-1）激活，并通过TUNEL染色检测神经元凋亡。行为学评估包括Longa神经功能评分、转棒实验和旷场实验。干预措施包括粪菌移植（FMT）和口服灌胃*Akkermansia muciniphila*（AKK，2×10? CFU/天，持续7天）。
研究结果包括以下六个部分：
1. **高脂饮食恶化缺血后神经功能结局并与HPA轴功能障碍相关**：通过转棒实验、Longa评分和旷场实验发现，HFD喂养小鼠在MCAO后表现出更严重的运动协调障碍、神经功能缺损和活动能力下降。同时，HFD小鼠血清CRH、ACTH和皮质酮水平显著低于正常饮食（ND）对照组，且CRH和皮质酮水平与Longa评分呈负相关。
2. **高脂饮食与CRH表达降低、加剧神经炎症和神经元凋亡相关**：免疫荧光染色显示，HFD小鼠下丘脑CRH荧光强度显著降低；而脑内小胶质细胞标志物Iba-1荧光强度升高，表明神经炎症加重；TUNEL阳性细胞比例增加，提示神经元凋亡增强。
3. **高脂饮食改变肠道微生物组成并降低微生物多样性**：16S rRNA测序分析表明，HFD小鼠肠道微生物α多样性（Chao1、Shannon、Simpson等指数）显著降低，β多样性分析显示群落组成与ND组明显分离。在门水平，HFD组Firmicutes、Actinobacteria和Desulfobacterota相对丰度增加，而Verrucomicrobiota和Lactobacillota减少；属水平上*Akkermansia*丰度显著降低。
4. **肠道微生物干预增强HPA轴激素水平并改善HFD喂养小鼠卒中后功能恢复**：与PBS对照组（HFDPBS）相比，FMT（HFDFMT）和AKK（HFDAKK）干预均显著提高了血清ACTH和皮质酮水平，CRH水平呈上升趋势（HFDFMT组未达统计学显著）。行为学测试显示，HFDAKK组在转棒实验和旷场实验中表现优于HFDPBS组，且作用更早；HFDFMT组在后期（第7天）也显示出显著改善。两组神经功能评分均低于HFDPBS组。
5. **肠道微生物干预调节下丘脑CRH表达并与减少神经炎症和神经元凋亡相关**：免疫荧光染色显示，HFDFMT和HFDAKK组下丘脑CRH荧光强度增加，表明HPA轴活性部分恢复。Iba-1荧光强度降低，提示小胶质细胞激活减弱；TUNEL阳性细胞比例在HFDAKK组显著减少，而HFDFMT组减少未达统计学意义（P=0.0574）。
6. **肠道微生物干预重塑肠道微生物组并富集*Akkermansia***：16S rRNA测序显示，干预后HFDFMT和HFDAKK组肠道微生物α多样性降低，β多样性显示群落组成与HFDPBS组明显分离。在门水平，HFDFMT组Verrucomicrobiota和Bacteroidota丰度增加，类似正常饮食特征；HFDAKK组Verrucomicrobiota显著扩张，Proteobacteria增多，Firmicutes减少。属水平上，两组*Akkermansia*丰度均显著升高。
讨论部分总结：研究人员指出，HFD通过抑制HPA轴活性、加剧神经炎症和神经元凋亡，恶化卒中结局。FMT和AKK干预部分恢复HPA轴激素水平，改善功能恢复，但因果关系尚未确立，且非HPA机制（如抗炎、肠道屏障修复）可能也参与其中。微生物组分析显示干预后*Akkermansia*富集，但α多样性降低，提示保护作用可能与特定菌群功能改变而非整体多样性恢复相关。临床转化需考虑患者分层，但尚需更多验证。局限性包括仅使用雄性小鼠、预防性干预设计、体重减轻混杂因素、未量化梗死体积及代谢表型有限等。
研究结论翻译如下：总之，本研究证明了高脂饮食破坏肠道微生物组成和HPA轴功能，共同导致缺血性卒中后神经功能缺损加重。通过FMT或AKK补充恢复微生物平衡，提高了HFD喂养小鼠的循环HPA轴激素水平并改善了卒中后行为结局。在两种干预中，AKK治疗在内分泌和功能恢复方面产生了更显著的好处。这些发现提供了新的证据，将饮食诱导的肠道菌群失调与神经内分泌功能障碍和卒中易感性联系起来，强调了肠道-HPA-大脑轴在介导代谢对脑损伤影响中的重要性。尽管激素恢复与功能改善之间的因果关系仍需完全阐明，但这项工作为未来探索基于微生物群的策略在代谢应激条件下保护大脑奠定了基础。
