基于肠道菌群探讨黄精水提物改善高脂高糖饮食所致大鼠认知功能损伤的作用机制

目的:研究黄精水提物通过靶向肠道菌群对高脂高糖大鼠认知功能损伤改善的作用机制.方法:40只SPF级SD雄性大鼠随机分为正常对照组(Control组)、模型组(Model组)、黄精水提物低剂量组(HJL组)和黄精水提物高剂量组(HJH组),每组10只.除正常对照组外,对其余大鼠通过摄食高脂高糖饲料建立认知功能损伤模型.建模成功后,Control组和Model组大鼠给予生理盐水灌胃,HJL、HJH组大鼠分别给予1、1.5 g/kg黄精水提物灌胃,共干预6周,监测体质量变化.治疗结束后采用Morris水迷宫(MWM)评估大鼠认知功能情况,测定血清中葡萄糖(GLU)及总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平.苏木精-伊红染色观察肠道形态学变化,肠道粪便使用16s RNA测序分析菌群多样性变化.ELISA法检测血清及粪便中脂多糖(LPS)水平,透射电镜下观察海马区超微结构改变.Western Blot法检测海马中Toll样受体4(TLR4)、磷酸化核因子κBp65(NF-κBp65)、含NLR家族PYRIN域蛋白3(NOD-,LRR-and pyrin domain-containing 3,NLRP3)和胱冬肽酶-1(Caspase-1)炎症相关蛋白表达.结果:与Model组相比,水迷宫实验中HJH组大鼠潜伏期明显缩短,穿越平台次数明显增加(P<0.05).黄精水提物能有效调控高脂高糖大鼠体质量(P<0.01),降低血糖及血脂水平(GLU、TC、TG、LDL-C)(P均<0.05).HE染色显示,黄精水提物可以减少结肠组织炎细胞浸润,抑制肠腺萎缩.16s RNA测序分析提示黄精水提物可提高拟杆菌门丰度,逆转厚壁菌门(Firmicutes)/拟杆菌门(Bacteroides)比值,对肠道菌群产生的内毒素脂多糖(LPS)具有抑制作用.同时,电镜下观察黄精水提物改善海马组织神经细胞病理损害情况显示,海马内TLR4、NF-κBp65、NLRP3蛋白表达均降低.结论:黄精水提物对高脂高糖饮食所致大鼠认知功能损伤具有改善作用,其作用机制可能是通过靶向肠道菌群,重塑肠壁黏膜屏障,降低内毒素表达,抑制脑内TLR4/NF-κB炎症信号通路,从而改善认知功能损伤.