《Nutrients》：Evaluation of the Intervention Effect of Bifidobacterium longum on Constipation in Sleep-Deprived Mice
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背景/目的：睡眠剥夺是否会诱导便秘尚不清楚。本研究旨在评价长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)151-1与BN-BB01对睡眠剥夺诱导小鼠便秘的干预效应，并从肠-脑轴(gut-brain axis)视角探索其潜在机制，为益生菌干预睡眠相关
背景/目的：睡眠剥夺是否会诱导便秘尚不清楚。本研究旨在评价长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)151-1与BN-BB01对睡眠剥夺诱导小鼠便秘的干预效应，并从肠-脑轴(gut-brain axis)视角探索其潜在机制，为益生菌干预睡眠相关胃肠功能障碍提供理论基础。方法：采用多平台水环境法建立小鼠睡眠剥夺模型，通过对相关指标的检测与分析，系统考察睡眠剥夺对小鼠肠道功能的影响，并观察长双歧杆菌干预后各项指标的变化。结果：睡眠剥夺显著损害小鼠肠道动力与肠黏膜屏障功能，粪便含水量降低约21.4%，首粒黑便排出时间延长约57 min，杯状细胞数减少近50%；兴奋性激素胃动素(MTL)、胃泌素(GAS)与兴奋神经递质P物质(SP)分别下调22.3%、14.8%、16.2%；抑制神经递质血管活性肠肽(VIP)与应激激素皮质酮(CORT)分别升高53.1%与23.8%；5-羟色胺(5HT)与γ-氨基丁酸(GABA)分别降低15.6%与23.2%，并最终导致短链脂肪酸(SCFA)水平下降。长双歧杆菌干预可显著逆转上述异常，提升SCFA水平并上调SCFA受体GPR41与GPR109A表达，促进脑源性神经营养因子(BDNF)与胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)表达，抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性，增加有益菌阿克曼菌属(Akkermansia)丰度并降低有害菌另枝菌属(Alistipes)丰度。结论：长双歧杆菌可通过调节肠-脑轴功能、优化肠道菌群结构、调控胃肠激素与神经递质分泌及修复肠黏膜屏障，缓解睡眠剥夺诱导的小鼠便秘，为益生菌用于睡眠相关胃肠疾病临床研究提供理论依据。
研究背景方面，便秘是以排便困难、排便次数减少及粪便干硬为特征的常见消化障碍。心理社会与情绪因素在便秘发生中具有重要作用，抑郁、焦虑、慢性压力等负性情绪与便秘存在双向关联，受下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴、自主神经与肠-脑轴信号扰动影响。睡眠剥夺是可同时造成情绪与生理双重压力的因素，能够引起肠道菌群失衡、肠屏障损伤、代谢物与神经递质紊乱；其可能通过HPA轴过度激活、迷走神经通路异常及菌群-脑轴信号紊乱抑制肠蠕动并破坏肠上皮完整性，从而诱发便秘。然而现有便秘研究多以药物诱导模型为主，睡眠剥夺诱导便秘的研究有限，且益生菌长双歧杆菌对睡眠剥夺型便秘的干预及机制尚缺乏系统证据，因此研究人员建立睡眠剥夺诱导的情绪性便秘小鼠模型，评价长双歧杆菌151-1与BN-BB01的干预效果并阐释机制。
本研究发表在《Nutrients》。研究人员将60只7周龄雄性C57BL/6JNifdc小鼠随机分为正常对照、睡眠剥夺模型、长双歧杆菌151-1、长双歧杆菌BN-BB01与褪黑素(MT)阳性对照5组，每组12只，采用多平台水环境法每日12 h建立睡眠剥夺模型，并以灌胃方式给予菌悬液或MT进行干预。
主要关键技术方法上，研究人员以SPF级7周龄雄性C57BL/6JNifdc小鼠为对象建立五组队列；用多平台水环境装置进行睡眠剥夺建模；以活性炭灌胃测定首粒黑粪时间与小肠推进率；采集结肠组织行HE与PAS染色评估形态与杯状细胞；用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清胃肠激素与神经递质；用气相色谱(GC)测定粪便SCFA；用蛋白质印迹(Western blot)检测结肠GPR41与GPR109A蛋白；用ELISA测定HDAC、BDNF与GDNF；用16S V3-V4区扩增子测序分析粪便菌群。
3.1 对小鼠表型便秘指标的影响：通过粪便含水量、首粒黑便时间与小动物肠推进实验，研究人员发现睡眠剥夺使粪便含水量下降约21.4%、首粒黑便时间延长47.0%、小肠推进率下降24.2%；151-1、BN-BB01与MT均可改善推进功能，其中两株长双歧杆菌在提高粪便含水量与恢复推进率上优于MT。
3.2 对小鼠结肠组织形态的影响：通过HE与PAS染色，研究人员发现模型组结肠平滑肌层变薄、绒毛缩短、隐窝不规则、杯状细胞减少逾50%；151-1与BN-BB01可改善绒毛与隐窝结构、恢复肌层厚度并提升杯状细胞数量，黏膜屏障修复优于MT。
3.3 对血清胃肠激素与肠动力神经递质的影响：通过ELISA检测，研究人员发现模型组兴奋性激素GAS与MTL分别降低22.3%与14.8%，兴奋递质SP降低16.2%，抑制递质VIP升高53.1%；151-1与BN-BB01可上调GAS、MTL、SP并下调VIP，效应强于对照组与MT组。
3.4 对血清失眠相关神经递质的影响：通过ELISA检测，研究人员发现模型组应激激素CORT升高23.8%，5HT与GABA分别降低15.6%与23.2%；151-1与BN-BB01可降低CORT并回升5HT与GABA，MT调节作用弱于两株菌，PGD2无显著变化但略高于模型组。
3.5 对粪便短链脂肪酸的影响：通过GC分析，研究人员发现模型组乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等直链SCFA下降，乙酸降幅达51.9%，异丁酸与异戊酸等支链SCFA升高；151-1与BN-BB01可恢复直链SCFA并抑制支链SCFA，总SCFA水平高于模型组且优于MT。
3.6 对结肠受体蛋白GPR41/GPR109A信号的调节：通过Western blot，研究人员发现模型组GPR41与GPR109A分别降低约15.2%与24.9%；151-1对GPR41恢复更明显，BN-BB01对GPR109A恢复更好，表明长双歧杆菌可通过恢复SCFA及其受体信号增强肠-脑轴通讯与肠动力。
3.7 对结肠神经营养因子与表观遗传调控因子的影响：通过ELISA检测，研究人员发现模型组HDAC升高约17.5%，BDNF与GDNF分别降低4.2%与34.6%；151-1与BN-BB01可降低HDAC并恢复BDNF与GDNF，BN-BB01对神经营养因子改善较突出。
3.8 对肠道菌群组成的影响：通过16S V3-V4测序，研究人员发现模型组拟杆菌门(Bacteroidota)减少、厚壁菌门(Firmicutes)增多、疣微菌门(Verrucomicrobiota)减少；151-1与BN-BB01可提高Akkermansia、乳杆菌属(Lactobacillus)与柠檬乳杆菌属(Limosilactobacillus)丰度，降低另枝菌属(Alistipes)与Duncaniella丰度，菌群结构向对照组回弹。
讨论部分中，研究人员指出既往便秘模型多为药物诱导，难以反映睡眠缺失与压力相关便秘；睡眠剥夺可损伤屏障、扰乱菌群并促进神经炎症，但少有研究以便秘为主终点评价长双歧杆菌经肠-脑轴的作用。本研究表明睡眠剥夺通过HPA轴与菌群失调削弱黏液屏障并抑制动力，使SCFA产生菌减少、直链SCFA下降，GPR41/GPR109A信号减弱，HDAC相对升高，BDNF/GDNF不足，兴奋性/抑制性肠神经平衡紊乱；两株长双歧杆菌可通过重塑菌群、恢复SCFA及其受体、抑制HDAC、上调神经营养因子缓解便秘。研究人员也说明模型仅为多平台水环境睡眠剥夺，不能外推至药物、饮食或特发性便秘；仅用雄性小鼠以避免发情周期干扰；机制证据为关联性而非因果性；动物结果尚需临床试验验证。
结论部分译为：本研究以睡眠剥夺诱导的情绪性便秘小鼠模型，系统评价了长双歧杆菌151-1与BN-BB01对便秘的干预效应，并探索其经肠-脑轴调控便秘的潜在机制。菌株干预后，睡眠剥夺小鼠的表型便秘指标改善，GAS、MTL与SP上调，VIP与CORT下调，屏障修复增强；乙酸、丙酸、丁酸等SCFA升高，受体蛋白GPR41/GPR109A表达上调，进而抑制HDAC活性，增加下游BDNF与GDNF表达，恢复神经递质稳态；肠道菌群中有益菌Akkermansia显著增多，有害菌Alistipes减少，从上游驱动肠-脑轴信号通路激活。本研究为长双歧杆菌改善睡眠剥夺相关便秘提供了新候选菌株与机制依据。
