嗜-黏-蛋-白-阿-克-曼-菌（A-K-K）已被廣泛用于恢復(fù)腸道屏障和減少炎癥，研究顯示AKK與肥胖和酒精使用障礙模型小鼠的腸道屏障的恢復(fù)和炎癥的減少密切相關(guān)。

近日，華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉智課題組在Food & Function發(fā)文揭示了嗜黏蛋白阿克曼菌可改善酒精-脂多糖小鼠模型的抑郁樣表型。

首先，行為學(xué)測試結(jié)果顯示：與CTRL鼠相比，同時(shí)給予酒精和LPS的鼠（后文命名為mALPS鼠）在曠場中運(yùn)動(dòng)距離顯著減少、在曠場邊緣停留時(shí)間顯著增加、在強(qiáng)迫游泳中的不動(dòng)時(shí)間顯著增加、在懸尾測試中的不動(dòng)時(shí)間也略有增加。即mALPS鼠具有明顯的抑郁表型。

圖1|行為學(xué)測試結(jié)果

H&E染色結(jié)果顯示：對照組和LPS組的結(jié)腸組織結(jié)構(gòu)清晰、致密，而EtOH組（酒精組）小鼠的組織顯示出隱窩破壞、黏膜萎-縮和淋巴細(xì)胞浸潤，提示急性飲酒導(dǎo)致了腸道損傷，且mALPS組對腸道屏障的組織損傷更為嚴(yán)重。與H&E染色結(jié)果一致，與對照組相比，mALPS組血清LPS水平顯著升高。LPS可觸發(fā)炎癥反應(yīng)，而炎癥將誘發(fā)抑郁癥。RT-qPCR結(jié)果顯示：mALPS鼠TNF-α和IL-1β顯著增加了近10倍和5倍，其BDNF和5-HT表達(dá)量顯著降低，IDO表達(dá)量顯著增加。這些結(jié)果表明，酒精和LPS聯(lián)合給藥可能通過腸道受損、LPS易位增加和神經(jīng)炎癥激活導(dǎo)致抑郁相關(guān)基因異常表達(dá)，5-HT濃度顯著降低，誘發(fā)小鼠抑郁樣行為。

圖2| mALPS模型中出現(xiàn)的腸組織損傷和神經(jīng)炎癥

那么作為新一代益生菌的AKK能否緩解上述由酒精和LPS引起的抑郁表型呢？

課題組發(fā)現(xiàn)，在酒精-LPS灌胃前2周給予AKK顯著減輕了mALPS小鼠在曠場、強(qiáng)迫游泳和懸尾測試中表現(xiàn)出的的抑郁樣行為；此外，AKK逆轉(zhuǎn)了mALPS中影響腸道通透性和完整性的緊密連接蛋白occludin的表達(dá)下調(diào)，但對claudin-3的表達(dá)無影響。這表明AKK可能通過激活某些編碼緊密連接蛋白的基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)來維持腸道屏障的功能。

脂多糖可通過受損的腸道屏障從胃腸道轉(zhuǎn)移到血清。課題組發(fā)現(xiàn)，mALPS組血清LPS水平升高，而AKK預(yù)處理顯著降低了血清LPS水平；根據(jù)TNF-α和IL-6的測量結(jié)果，補(bǔ)充AKK顯著降低了血清細(xì)胞因子的表達(dá)到對照組水平。這些結(jié)果表明，AKK治療可降低血清LPS濃度，緩解抑郁癥狀。此外，與mALPS組相比，mALPS-AKK組海馬中促炎細(xì)胞因子亦顯著減少。免疫染色結(jié)果表明AKK預(yù)處理逆轉(zhuǎn)了mALPS海馬小膠質(zhì)細(xì)胞活性的顯著增加，并將IDO和BDNF和5-HT的表達(dá)恢復(fù)到正常水平。這些結(jié)果表明：AKK可能是通過維持腸道屏障功能的健康，減少外周和中樞炎癥，并調(diào)控抑郁相關(guān)基因的正常表達(dá)和5-HT的恢復(fù)來改善mALPS模型鼠抑郁樣行為。

圖3|AKK對mALPS模型鼠的治療效果

Shannon指數(shù)評估的α-多樣性顯示：EtOH組的菌群多樣性顯著改變，而AKK將其逆轉(zhuǎn)到與對照組一致的水平。此外，基于主坐標(biāo)分析（PCoA）的β-多樣性分析顯示，EtOH組與對照組之間的菌群結(jié)構(gòu)存在顯著差異，而EtOH+AKK組（EtOH-AKK）的群落結(jié)構(gòu)與對照組相似。此外，酒精給藥顯著降低了乳酸菌、動(dòng)物雙歧桿菌、Desulfovibrio_C21_c20等的相對豐度，并增加了擬桿菌、副擬桿菌等的豐度，而AKK預(yù)處理使部分菌種接近正常水平。這些數(shù)據(jù)表明，AKK可能通過調(diào)整腸道微生物群穩(wěn)態(tài)來改善與酒精相關(guān)的抑郁樣行為。

圖4|腸道菌群分析結(jié)果

總的來說，本文首-次開發(fā)了一種動(dòng)物模型（mALPS）來研究急性酒精相關(guān)性抑郁癥。并利用該模型證明了急性酒精攝入破壞了小鼠腸道微生物穩(wěn)態(tài)，增加了腸道通透性，導(dǎo)致LPS遷移到血液中，觸發(fā)血清和海馬嚴(yán)重炎癥，誘導(dǎo)抑郁相關(guān)基因的異常表達(dá)，并降低5-HT水平。而添加AKK菌群可以有效改善上述癥狀，緩解飲酒導(dǎo)致的小鼠的抑郁行為，這暗示了補(bǔ)充AKK益生菌對治療酒精性抑郁癥的治療前景。

圖5| AKK改善mALPS小鼠的抑郁行為的示意圖