發表期刊：Frontiers in Cell and Developmental Biology，IF=6.684

合作單位：南京中醫藥大學

合作項目：Q200宏代謝組、16S rRNA測序、關聯分析

研究背景

2型糖尿病(T2DM)及其并發癥的患病率逐年增加，其中糖尿病相關認知能力下降(DACD)是T2DM常見的中樞神經系統(CNS)并發癥，是老年人癡呆常見原因之一。滋補脾陰方藥（ZBPYR）是一種中藥復方，常用于T2DM治療和預防。南京中醫藥大學戰麗彬教授研究團隊利用ZDF大鼠模型（9周齡發展為穩定T2DM，15周齡出現認知功能障礙癥狀），結合微生物組學和代謝組學探討了ZBPYR介導的DACD預防中的作用機制，揭示了ZBPYR通過調節腸-腦軸預防和治療DACD。

研究思路

研究結果

1. 對ZBPYR化學成分進行鑒定分析，構建ZDF大鼠模型并用不同劑量ZBPYR進行干預。HOMA-IR、OGTT 和ITT等結果顯示ZBPYR可改善ZDF大鼠葡萄糖代謝紊亂且存在劑量依賴性。水迷宮實驗結果表明ZBPYR可改善ZDF大鼠認知功能障礙且存在劑量依賴性。海馬體和皮層組織結果顯示ZBPYR能夠降低ZDF大鼠大腦中Aβ淀粉樣斑塊，改善大腦胰島素抵抗。

2. 對腸內容物進行16S rRNA測序，從T2DM發展為DACD過程中，腸道菌群表現出時間動態變化，厚壁菌門和擬桿菌是主要變化者，而ZBPYR可調節腸道微生物群的整體組成和關鍵細菌種類，這種作用可能與認知功能改善有關。

3. 分別對ZDF大鼠腸內容物和海馬體進行靶向代謝組學檢測分析，并對差異代謝物和差異菌群進行相關性分析，結果發現ZBPYR治療對腸道菌群及代謝物產生持久影響，并影響海馬代謝變化，從而改善ZDF大鼠大腦中β-淀粉樣蛋白沉積和胰島素抵抗。相關代謝改變包括丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝、支鏈氨基酸代謝、短鏈脂肪酸代謝、亞油酸/不飽和脂肪酸代謝。

參考文獻

ZiBuPiYin Recipe Prevented and Treated Cognitive Decline in ZDF Rats With Diabetes-Associated Cognitive Decline via Microbiota–Gut–Brain Axis Dialogue. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021.

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