嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila,A.muciniphila)是一种人类肠道内的非致病性革兰氏阴性菌,被认为可以调节肠道菌群的组成,使用A.muciniphila治疗糖尿病(Diabetes mellitus,DM)或阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)被认为是一种有前途的策略。DM加速AD的发生和病理发展,因此,DM合并AD的症状在临床上是常见的。然而,目前尚不清楚A.muciniphila对DM合并AD的预防和治疗效果。此外,经过巴氏灭菌的A.muciniphila几乎保留了A.muciniphila活菌的所有有益作用。因此,在本课题中,我们以优势模式生物斑马鱼为模式动物构建了一种新型DM合并AD动物模型。通过灌胃巴氏灭菌的A.muciniphila治疗DM合并AD。主要研究结果如下:1.构建了DM合并AD斑马鱼动物模型:本研究通过本课题组开发构建的高糖丰年虫喂食法构建了斑马鱼DM模型,在DM模型的基础上通过Al Cl3·6H2O溶液浸泡法构建了斑马鱼DM合并AD模型。随后通过神经行为学方法和生化指标检测对所构建的模型进行验证。结果表明,DM合并AD组斑马鱼表现出记忆、焦虑、攻击性和社交障碍等异常行为。此外,生化指标检测结果表明DM合并AD组斑马鱼DM和AD相关标志物水平相比于对照组明显升高。2.探究了巴氏灭菌的A.muciniphila对DM合并AD斑马鱼的改善和预防作用:扫描和透射电镜观察结果表明巴氏灭菌后的A.muciniphila受热膨胀,结构基本完整,且Zeta电位增强,在磷酸缓冲盐溶液(Phosphate buffer solution,PBS)中分散更加均匀。通过灌胃方法对DM合并AD斑马鱼进行治疗,并在DM合并AD模型构建过程中对斑马鱼进行灌胃以评价巴氏灭菌的A.muciniphila对DM合并AD的预防作用。结果表明巴氏灭菌后的A.muciniphila显著改善了DM合并AD斑马鱼的记忆、焦虑、攻击性和社交障碍行为,并对DM合并AD病理发生有预防作用。生化指标检测结果表明经巴氏灭菌后的A.muciniphila治疗和预防后DM和AD相关标志物水平明显降低且基本恢复正常。3.检测了不同组斑马鱼肠道菌群水平:16S r RNA基因测序结果表明DM合并AD组斑马鱼肠道菌群丰富度降低、益生菌减少、有害菌增多。经巴氏灭菌后的A.muciniphila治疗后肠道菌群丰富度明显增加、有害菌减少,且益生菌基本恢复至正常水平。综上所述,本研究得出结论巴氏灭菌后的A.muciniphila通过直接和间接方式提高胰高血糖样素肽,并通过改善血液和外周代谢调节脑内病理相关标志物水平。此外,巴氏灭菌后的A.muciniphila还通过改善肠道菌群丰富度调节肠屏障功能和完整性减少有害代谢产物的产生和进入大脑以及全身代谢。本研究为巴氏灭菌后的A.muciniphila在DM合并AD治疗提供了参考。
