《Foods》：Preventive Attenuation of MPTP-Induced Parkinson’s Disease-like Abnormalities by Lactiplantibacillus plantarum SHOU LAC-1 in Mice
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微生物-肠-脑轴（microbiota–gut–brain axis, MGBA）的失调已被认为与帕金森病（Parkinson's disease, PD）有关，调节肠道微生物群可能提供一种补充性营养方法。本研究评估了植物乳植杆菌（Lactiplantibac
微生物-肠-脑轴（microbiota–gut–brain axis, MGBA）的失调已被认为与帕金森病（Parkinson's disease, PD）有关，调节肠道微生物群可能提供一种补充性营养方法。本研究评估了植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）SHOU LAC-1对MPTP诱导的PD样异常的预防性减轻，并检测了相关的MGBA相关变化。将40只雄性C57BL/6J小鼠分为Control、MPTP、L-DOPA和SHOU LAC-1组（每组n = 10）。SHOU LAC-1以每只小鼠每天1 × 109 CFU的剂量口服给药42天，在最后14天给予MPTP；L-DOPA在MPTP处理期作为阳性对照给药。评估了运动表现和排便参数、黑质纹状体TH和α-SYN免疫反应性、神经营养支持相关基因表达、炎症标志物、胶质细胞相关基因表达、Nrf2相关抗氧化基因表达、结肠组织病理学和紧密连接相关基因表达、肠道菌群组成以及血清代谢谱。与MPTP处理的小鼠相比，SHOU LAC-1处理的小鼠显示出更好的运动和排便表现、黑质纹状体TH免疫反应性的部分保留、α-SYN免疫反应性降低、神经营养支持相关基因表达增加、中枢和结肠炎症标志物及胶质细胞相关基因表达降低、Nrf2/HO-1/NQO1相关抗氧化基因表达增加，以及相对更好的结肠形态和更高的紧密连接相关基因表达。16S rRNA测序和未靶向血清代谢组学进一步表明，SHOU LAC-1给药伴随着肠道菌群多样性和组成以及血清代谢谱的变化。总体而言，在这种预防性实验设计下，SHOU LAC-1给药与多种MPTP诱导的PD样异常的减轻相关，并伴有肠道微生物和血清代谢谱的变化。这些临床前发现主要是关联性的；微生物、代谢、肠道和神经变化之间的因果关系仍有待确定，SHOU LAC-1的转化相关性需要进一步验证。
帕金森病（Parkinson's disease, PD）是全球最常见的神经退行性疾病之一，其发病率与患病率随年龄增长显著上升，人口老龄化使其公共卫生负担日益加重。PD主要神经病理特征为黑质致密部多巴胺能神经元进行性变性、黑质纹状体多巴胺能投射受损及α-突触核蛋白（α-synuclein, α-SYN）异常聚集。目前以左旋多巴（L-DOPA）为代表的多巴胺替代疗法仅能缓解运动症状，无法阻止或逆转神经退行性过程，且长期使用伴随运动波动、异动症等并发症。此外，便秘等胃肠功能障碍常在运动症状出现前数年发生，提示PD发病不仅限于中枢神经系统，还涉及外周尤其胃肠道。肠道菌群通过神经、免疫、内分泌及代谢通路与中枢神经系统双向通讯，构成微生物-肠-脑轴（microbiota–gut–brain axis, MGBA）。既往研究表明PD患者存在肠道菌群失调，包括短链脂肪酸（short-chain fatty acid, SCFA）产生菌丰度降低和促炎相关菌丰度升高。益生菌干预具有菌株特异性，植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）SHOU LAC-1能否预防性减轻MPTP诱导的PD样异常尚未明确。为此，本研究在MPTP诱导的PD样小鼠模型中，整合评估SHOU LAC-1预防性给药对中枢及外周多层面指标的影响。论文发表在《Foods》。
研究人员开展的研究：采用雄性C57BL/6J小鼠（6–8周龄，18–20 g，购自Spefo Biotechnology Co., Ltd.，苏州）随机分为Control、MPTP、L-DOPA和SHOU LAC-1组（每组10只）。SHOU LAC-1以1 × 10
9 CFU/只/天灌胃42天，MPTP（20 mg/kg）于最后14天腹腔注射，L-DOPA（100 mg/kg）联合苄丝肼（25 mg/kg）在MPTP期作为阳性对照。主要关键方法包括：转棒、爬杆、平衡木行为学测试评估运动功能；粪便计数及含水量测定评估排便；免疫组织化学检测黑质和纹状体酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）及α-SYN免疫反应性；实时荧光定量PCR检测炎症、胶质细胞、神经营养、紧密连接及Nrf2相关抗氧化基因表达；ELISA检测中脑和结肠TNF-α、IL-1β、IL-6蛋白水平；16S rRNA基因测序（V4区，Illumina NovaSeq平台）分析肠道菌群组成；未靶向血清代谢组学（UHPLC-MS/MS平台）检测代谢谱。
结果如下：
3.1 SHOU LAC-1与MPTP诱导的体重增长减少和运动功能障碍的减轻相关
MPTP组小鼠体重增长显著低于对照组，而SHOU LAC-1组体重增长显著高于MPTP组。行为学测试中，MPTP组转棒潜伏期缩短、爬杆和平衡木通过时间延长；SHOU LAC-1组较MPTP组在这些指标上均显著改善，表明其运动协调、运动迟缓和平衡能力得到部分恢复。
3.2 与黑质纹状体多巴胺能标志物部分保留及神经营养因子相关基因表达增加相关
免疫组化显示，MPTP组黑质和纹状体TH阳性面积较对照组显著减少，黑质α-SYN阳性面积增加；SHOU LAC-1组较MPTP组TH阳性面积增加、α-SYN阳性面积减少。RT-qPCR显示，MPTP组纹状体Th、Bdnf和Gdnf mRNA表达降低，SHOU LAC-1组则显著升高，提示其可能支持多巴胺能神经元存活。
3.3 部分改善排便功能和结肠屏障相关指标
MPTP组粪便粒数、粪便重量及含水量较对照组显著降低，结肠组织形态出现腺体排列紊乱；SHOU LAC-1组上述排便参数改善，结肠形态保存相对较好。同时，MPTP组结肠紧密连接基因Zo-1、Ocln和Cldn1 mRNA表达降低，SHOU LAC-1组表达升高，提示结肠屏障相关指标获得改善。
3.4 与中脑、纹状体和结肠炎症反应减轻相关
ELISA结果显示，MPTP组中脑和结肠TNF-α、IL-1β、IL-6蛋白水平升高，SHOU LAC-1组显著降低（中脑IL-1β差异未达统计学意义）。RT-qPCR显示，MPTP组纹状体和结肠炎症因子mRNA表达上调，SHOU LAC-1组下调；同时纹状体胶质细胞标志物Gfap和Iba-1 mRNA表达在MPTP组升高，SHOU LAC-1组降低，表明炎症和胶质细胞相关转录反应受到抑制。
3.5 与Nrf2相关抗氧化防御基因表达的部分恢复相关
MPTP组纹状体Nrf2（Nfe2l2）、Nqo1和Hmox1 mRNA表达较对照组显著下降，SHOU LAC-1组较MPTP组明显升高，提示抗氧化防御相关基因转录得到部分恢复。
3.6 与肠道菌群多样性和组成变化相关
16S rRNA测序显示，MPTP组α多样性（Chao1、Observed features、Shannon指数）显著低于对照组，SHOU LAC-1组Chao1和Observed features较MPTP组升高。β多样性分析（PCoA和PCA）显示各组样本分布分离，PERMANOVA证实MPTP与SHOU LAC-1组菌群组成显著不同。LEfSe分析显示，与MPTP组相比，SHOU LAC-1组富集Prevotellaceae_UCG-001、未分类的Ruminococcaceae和Oscillospiraceae等类群，提示菌群组成发生变化。
3.7 与血清代谢谱变化相关
未靶向血清代谢组学显示，MPTP组与对照组血清代谢谱分离，SHOU LAC-1组与MPTP组亦呈现不同分布。候选差异代谢物涉及脂肪酸、甘油磷脂、酰基肉碱、氨基酸及核苷酸相关化合物，如MPTP组肉碱类升高、亚油酸和溶血磷脂胆碱降低；SHOU LAC-1组2-羟基十四烷酸等升高，N-乙酰组氨酸、鹅肌肽等降低。但多数候选特征经FDR校正后不显著，KEGG通路富集分析中MPTP与SHOU LAC-1比较未见显著通路，因此代谢组结果仅视为探索性关联。
3.8 肠道微生物和血清代谢改变的群组模式
描述性热图展示所选菌属和代谢特征在四组中的标准化平均z-score模式，显示组间存在差异。由于菌群与代谢组数据未完全一对一配对，未进行推断性关联分析，该结果仅作为生成假设的描述性展示。
讨论部分总结：本研究在MGBA框架下整合评估了中枢和外周指标，显示SHOU LAC-1给药与多种MPTP诱导异常的减轻存在协调关联，包括运动、排便、多巴胺能标志物、神经营养、炎症、抗氧化、结肠屏障、菌群组成及血清代谢谱。然而，这些发现主要为临床前关联性结果，尚不能证明菌群变化与神经结局之间存在因果关系。研究存在局限性，如仅使用年轻雄性小鼠、单一MPTP模型、缺乏菌株单独对照组、部分机制指标仅检测转录水平而未进行蛋白或功能验证、未进行菌群移植等因果实验，且16S rRNA测序和未靶向代谢组学分辨率及多组学配对不足。因此，SHOU LAC-1的潜在机制和转化意义需进一步验证。
结论：总之，在预防性干预范式中，植物乳植杆菌SHOU LAC-1给药与MPTP处理小鼠运动及排便性能的部分改善相关，并伴有黑质纹状体TH免疫反应性的部分保留、α-SYN免疫反应性降低、神经营养支持相关基因表达增加、中枢和结肠炎症标志物降低、结肠形态相对改善、紧密连接相关基因表达增加、Nrf2相关抗氧化基因表达升高以及肠道菌群组成和血清代谢谱的变化。这些发现表明SHOU LAC-1给药后中枢和外周变化协调发生，但并未确立肠道菌群改变、系统代谢、肠道变化与神经结局之间的因果关系。这些临床前结果初步支持将SHOU LAC-1作为辅助营养策略的候选菌株开展进一步研究，其PD转化相关性仍需更多机制研究和互补实验模型验证。
