瑞士乳杆菌CNU395和副干酪乳杆菌CNU396缓解东莨菪碱诱导的认知障碍小鼠的认知功能

Lactobacillus helveticus CNU395 and L. paracasei CNU396 Alleviate Cognition in Scopolamine-Induced Cognitive Impairment Mice.

作者信息Bao Le, Dong Gyun Kim, Hyun Song, Phan Duy Khanh Giang, Ho Tue Han, Seung Hwan Yang
PMID40871217
发布时间2025-07-22
DOI10.3390/microorganisms13081714

实验完整度

包含行为学测试(MWM、OF、NOR、Y迷宫、T迷宫、转棒)和组织学(H&E、免疫组化)及分子表达(RT-qPCR)多层次验证,并涉及功能验证和机制验证。

主要模型

C57BL/6小鼠 东莨菪碱诱导的认知障碍小鼠模型

重点核对

小鼠品系:C57BL/6,雄性,8周龄 东莨菪碱剂量:1 mg/kg/day,腹腔注射 益生菌剂量:1×10^9 CFU/mice/day,口服灌胃 行为测试时间:益生菌预处理2周,东莨菪碱注射18天后进行行为测试 各组样本量:n=7

摘要

本研究旨在评估益生菌给药是否能保护东莨菪碱诱导的认知障碍小鼠模型免受认知损伤。雄性C57BL/6小鼠(8周龄)注射氢溴酸东莨菪碱以诱导记忆障碍。实验组额外补充含有瑞士乳杆菌CNU395或副干酪乳杆菌CNU396的109菌落形成单位(CFU)/天益生菌。行为测试结果和组织病理学评估显示,与疾病组相比,CNU395和CNU396组小鼠的空间记忆能力和病理组织异常显著改善。CNU395和CNU396通过抑制MAPK和NF-κB炎症通路,降低促炎细胞因子(IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α)和NLRP3炎症小体的表达,减轻了东莨菪碱诱导的神经炎症。此外,与疾病组相比,CNU395和CNU396组的Iba-1和Bax水平降低,而BDNF和Bcl-2水平升高。因此,补充CNU395或CNU396可能有助于预防认知缺陷和神经炎症的发生。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本研究旨在探究瑞士乳杆菌CNU395和副干酪乳杆菌CNU396对东莨菪碱诱导的认知障碍小鼠的潜在神经保护作用及其机制。
核心机制
CNU395和CNU396通过抑制MAPK和NF-κB炎症通路,减少NLRP3炎症小体激活和促炎细胞因子(IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α)表达,同时调节BDNF、Bax和Bcl-2表达,从而减轻神经炎症和细胞凋亡,改善认知功能。
主要证据
行为学测试(MWM、OF、NOR、Y迷宫、T迷宫)显示益生菌组空间记忆和识别记忆显著改善;H&E染色和GFAP免疫组化显示海马神经元损伤减轻;RT-qPCR显示促炎因子和NLRP3、MAPK、NF-κB表达降低,BDNF和Bcl-2升高,Bax和Iba-1降低。
研究意义
作者提出CNU395可能作为一种有前景且安全的营养补充剂,通过调节胃肠-神经轴预防和限制认知功能障碍,但需进一步研究代谢组学和肠道微生物组以阐明分子机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

益生菌制备与鉴定

获得并鉴定具有潜在神经保护作用的益生菌菌株。

从韩国泡菜中分离菌株,通过16S rRNA测序鉴定为L. helveticus CNU395和L. paracasei CNU396,并在MRS培养基中富集培养。

2

动物分组与给药

建立东莨菪碱诱导的认知障碍小鼠模型,并评估益生菌的干预效果。

28只雄性C57BL/6小鼠随机分为4组:对照组、模型组、CNU395组、CNU396组。对照组注射生理盐水,模型组注射东莨菪碱,益生菌组口服益生菌2周后注射东莨菪碱。

3

行为学测试评估认知功能

评估益生菌对空间记忆、工作记忆、识别记忆和运动协调的影响。

通过Morris水迷宫(MWM)、开放场(OF)、新物体识别(NOR)、Y迷宫、T迷宫和转棒试验检测小鼠行为表现。

4

组织病理学分析

观察海马组织形态学变化和星形胶质细胞活化。

取脑组织,固定、包埋、切片,进行H&E染色和GFAP免疫组化染色。

5

分子机制验证

检测炎症相关基因和信号通路分子的表达变化。

提取脑组织RNA,通过RT-qPCR检测IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α、BDNF、Iba-1、Bax、Bcl-2、MAPK、NF-κB和NLRP3的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MRS培养基Difco--
Difco™脱脂牛奶Difco--
SMART视频追踪软件3.0版Panlab, Harvard Apparatus--
转棒仪Panlab, Harvard ApparatusLE8205
2步法Poly-HRP抗小鼠/兔IgG检测系统Elabscience Biotechnology--
TRIzol试剂ThermoFisher--
NanoDrop 2000c分光光度计Wilmington, DE, USA--
Maxima H Minus第一链cDNA合成试剂盒ThermoFisher Scientific--
GraphPad Prism(9.0版)----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
益生菌制备
菌株分离来源、培养条件(培养基、温度、时间)、储存条件
阅读提示:2.1 Preparation of Probiotics
动物模型与分组
小鼠品系、性别、年龄、体重、环境条件、适应时间、分组方法、每组样本量(n=7)、给药途径、剂量、时间点
阅读提示:2.2 Animals, Diets, and Experimental Design
行为学测试
MWM水池尺寸、水温、平台位置、训练和测试时间;OF场地尺寸、中心区域;NOR物体位置、探索时间;Y迷宫臂尺寸、交替计算;T迷宫臂尺寸、训练和测试时间;转棒转速、每次测试时间、重复次数
阅读提示:2.3-2.8 相关小节
组织学分析
固定液、固定时间、切片厚度、染色方法、抗体稀释比例
阅读提示:2.9 Tissue Collection and H&E Staining; 2.10 Immunohistochemical Assay
分子表达检测
组织量、RNA提取方法、cDNA合成试剂盒、引物序列、内参基因、qPCR条件
阅读提示:2.11 RNA Extraction and RT-qPCR