膳食山药（薯蓣）通过肠道菌群驱动的线粒体改善和神经炎症抑制缓解小鼠帕金森病

背景/目的：帕金森病（PD）是一种进行性神经退行性疾病，对全球人类健康构成重大威胁。山药（Dioscorea opposita Thunb.）是一种传统的药食同源植物，长期在亚洲、非洲和加勒比地区使用。其主要生物活性成分如薯蓣皂苷和多糖已被报道具有神经保护作用；然而，膳食山药对PD进展的影响仍有待阐明。因此，我们旨在评估其在1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的PD小鼠中的神经保护潜力及其潜在机制。方法：小鼠接受六周膳食山药补充。进行行为学、组织学和神经化学分析以评估运动功能、多巴胺能神经元完整性和多巴胺水平。使用16S rRNA基因测序和非靶向代谢组学分析肠道菌群和代谢谱。对黑质致密部（SNc）进行转录组测序和Western blot分析以研究分子机制，并应用整合多组学分析探索微生物-代谢物-宿主相互作用。结果：山药补充改善了PD小鼠的运动功能，保护了黑质纹状体多巴胺能神经元，并恢复了纹状体多巴胺水平。值得注意的是，山药与通过增强屏障完整性和富集有益菌群（包括Ileibacterium、Lachnospiraceae NK4A136 group和Blautia）来维持肠道稳态相关。一致地，山药还升高了神经保护性嘌呤和氨基酸，包括肌苷、黄嘌呤和琥珀酸。在分子水平上，山药处理通过增加PGC-1α和COX7c表达调节线粒体氧化磷酸化，并减少炎症小体相关的神经炎症信号。整合建模显示山药调节的基因与PD相关指标、菌群和代谢物之间存在显著关联。结论：这些发现表明，山药可能通过调节微生物-肠-脑轴，代表一种潜在的缓解PD相关神经变性的膳食策略。