不同细菌组成及生物胺含量的忠国酱（Chungkookjang）的神经保护作用：通过抑制神经炎症和调节肾素-血管紧张素系统，在东莨菪碱诱导的记忆缺陷大鼠模型中发挥疗效

《Food Bioscience》：Neuroprotective Effects of Chungkookjang with Distinct Bacillus Compositions and Biogenic Amine Contents via Suppression of Neuroinflammation and Renin-Angiotensin System Modulation in a Scopolamine-Induced Memory Deficit Rat Model

　　

摘要

忠福酱在不同种类的芽孢杆菌组成和生物胺（BA）含量上存在显著差异，但这些差异是否会影响其神经保护效果和安全性仍不清楚。本研究评估了四种不同BA含量的忠福酱的有效性和安全性，并利用网络药理学和体内验证方法研究了其潜在的神经保护机制。将一种工厂制造的忠福酱（FM；226毫克/千克BA）以及三种传统制备的样品（LB；19.7毫克/千克）、（MB；25.3毫克/千克）和（HB；275毫克/千克）分别给予因东莨菪碱导致记忆力受损的大鼠（每组10只），持续8周。通过UPLC-Q-TOF-MS和HPLC检测发现，异黄酮、豆皂苷和生物活性二肽是其中的共同成分。网络药理学预测这些化合物共同作用于乙酰胆碱酯酶（AChE）、β-淀粉样蛋白前体蛋白切割酶-1（BACE1）、血管紧张素转换酶（ACE）、糖原合成酶激酶-3β（GSK3β）、前列腺素内过氧化物合酶-2（PTGS2）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9），分子对接实验显示它们具有良好的结合亲和力（?7.4至?11.9千卡/摩尔）。所有样品均显著改善了记忆力表现，抑制了肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）的激活，减少了氧化应激和神经炎症，降低了AChE活性，并增加了海马脑源性神经营养因子（BDNF）和睫状神经营养因子（CNTF）的表达（p<0.05）。其中，LB样品在改善记忆力和海马神经保护方面效果最好，同时还能调节肠道微生物群，使血清丁酸水平升高，并丰富了乳酸杆菌和肠球菌相关物种的数量。总之，无论芽孢杆菌组成、生物胺含量或发酵方法如何，所有忠福酱样品均通过多种机制发挥神经保护和代谢益处，包括抑制AChE、抑制MMP-9、调节RAAS、调节肠道微生物群和减少神经炎症，这表明忠福酱是一种有前景的功能性食品，有助于促进认知健康。

引言

认知障碍和痴呆症在全球范围内日益普遍，常与肥胖、胰岛素抵抗和其他代谢紊乱共存，对公共卫生构成日益严重的挑战，尤其是在老年人群中（Livingston等人，2020年）。越来越多的证据表明，认知衰退和代谢功能障碍之间存在相互关联的病理机制，包括胰岛素信号传导受损、氧化应激、神经炎症以及肠道微生物群-大脑轴的失调（Rajendran等人，2020年）。肠道微生物组成和微生物代谢物的变化会影响神经炎症、神经递质信号传导和突触功能，从而导致认知能力下降。因此，能够调节这些相互关联途径的饮食干预措施在预防或延缓神经退行性疾病方面受到了广泛关注。长期使用东莨菪碱是一种公认的认知障碍实验模型，因为它会破坏胆碱能神经传递，影响突触可塑性，并引发氧化应激，再现阿尔茨海默病的关键病理特征（Chen和Yeong，2020年）。

忠福酱是一种传统的韩国发酵大豆食品，主要由芽孢杆菌在24-72小时的短时间内发酵制成。发酵过程将大豆成分转化为多种生物活性化合物，包括异黄酮衍生物、肽、豆皂苷和游离氨基酸，同时产生酪胺和组胺等生物胺（Jeong等人，2020年；Kim等人，2024年；Kim等人，2021年）。实验研究表明，忠福酱通过减轻氧化应激、神经炎症和胆碱能功能障碍来改善葡萄糖代谢和认知功能（Han等人，2023年；Jeong等人，2021年；Ruiz-Capillas和Herrero，2019年）。还有报道指出，发酵大豆食品可以调节肠道微生物群组成和微生物代谢，这可能解释了它们的神经保护作用（Ko等人，2019年；Yue等人，2025年）。

尽管有这些令人鼓舞的发现，但发酵过程引起的成分差异对忠福酱生物活性的影响仍知之甚少。商业生产和传统制作的忠福酱在主导芽孢杆菌种类、代谢物谱和生物胺含量上存在差异，但这些差异是否会影响其神经保护效果、肠道微生物群的调节或安全性尚未得到系统评估。此外，尽管忠福酱含有多种生物活性成分，但不同样品是否通过共同的生物学机制发挥其益处仍不清楚。

因此，本研究利用东莨菪碱诱导的记忆缺陷模型，系统比较了一种工厂制造的忠福酱和三种传统制作的忠福酱样品，这些样品在微生物组成和生物胺含量上存在差异。我们全面分析了它们的化学成分，并评估了它们对认知功能、代谢调节、神经炎症、氧化应激、胆碱能活动、肠道微生物群、微生物代谢物和肝脏安全性的影响，以确定发酵相关的成分差异是否影响神经保护效果，并探讨这些益处的共同机制。作为一种在韩国广泛消费且经济实惠的发酵大豆食品，忠福酱在促进健康认知老化方面具有潜在的公共卫生意义，尤其是在认知障碍和代谢紊乱迅速增加的亚洲人群中（Jung等人，2022年）。

章节片段

忠福酱样品的物理化学和微生物特性

从当地市场购买了四种市售的忠福酱样品，其保质期约为30天。收到后立即将其储存在?20°C并freeze-dry后进行分析。根据研究要求，未公开公司名称和批号。钠含量通过电感耦合等离子原子发射光谱法（Thermo IRIS Intrepid II XDL；Thermo Elemental，Franklin，MA，美国）进行测定。

忠福酱的特性和化学组成

UPLC-Q-TOF MS分析显示，四种样品的化学成分以异黄酮、豆皂苷、氨基酸和脂肪酸为主（图S2）。所有样品中 genistein 和 daidzein 佔主导地位，而 FM 的化学多样性更高，某些成分的丰度相对较低；MB 和 HB 则显示出较高浓度的个别异黄酮。

物理化学和微生物特性总结见表1和图S3。

讨论

本研究是首批系统比较不同生物胺含量的工厂制造和传统制作的忠福酱样品的研究之一，结合了网络药理学预测和体内验证，在东莨菪碱诱导的认知缺陷模型中进行验证。一个关键发现是，化合物-靶标网络分析预测的分子靶标涵盖了胆碱能和淀粉样蛋白处理途径、MMP-9、RAAS、神经炎症和葡萄糖代谢等。

结论

无论生物胺含量或发酵方法如何，所有四种忠福酱样品在东莨菪碱诱导的记忆缺陷大鼠模型中均表现出广泛的神经保护和代谢益处，这一效果通过异黄酮、豆皂苷和生物活性肽的协同作用得到验证。AChE活性、MMP-9表达和RAAS成分的一致抑制表明，神经保护效果超出了传统的胆碱能机制。

CRediT作者贡献声明

Do-Yeon Jeong：撰写——审稿与编辑、监督、研究、资金获取、概念构思。Yu Yue：撰写——审稿与编辑、方法学、数据分析。Myeong-Seon Ryu：数据分析。Ji-Won Seo：数据分析。Hee-Jong Yang：监督、项目管理、数据分析。Chen Li：数据分析。Gwang-Su Ha：数据分析。Sunmin Park：撰写——初稿、验证、监督、概念构思

Jeong等人，2020年。

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。该研究已获得湖西大学机构动物护理和使用委员会的批准（批准编号HSUIACUC-23-034）。

作者声明没有任何已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

农业、食品和农村事务部下的“食品功能性评估计划”的资助。

? 作者声明没有任何已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

Do-Yeon Jeong|Yu Yue|Hee-Jong Yang|Chen Li|Myeong-Seon Ryu|Ji-Won Seo|Gwang-Su Ha|Sunmin Park

韩国顺昌县发酵工业微生物研究所研发部，56048