研究背景:已有研究证实高脂高糖饮食(high-fat and high-sugar diets HFSD)易引起脑组织小胶质细胞激活聚集并发生神经炎症反应,导致神经元功能损伤。肠道菌群的稳态在脑部胶质细胞激活和炎症反应中具有重要影响。杜仲具有抑制神经炎症和保护神经元的作用,但是否有降低高脂高糖饮食诱导的海马神经炎症水平以及改善紊乱的的肠道菌群结构尚需进一步探索。本文在建立高脂高糖饮食饲喂小鼠模型的基础上,以肠道菌群为切入点研究杜仲水提物抑制肥胖小鼠神经炎症和保护神经元的作用。研究方法:雄性ICR小鼠每天饲喂标准饲料、高脂高糖饲料(23%油脂、15%糖、2.5%胆固醇、0.2%胆盐以及高营养基础饲料)以及高脂高糖饲料并给予杜仲水提物干预(400mg/kg)4周。采用免疫荧光染色方法检测小鼠海马小胶质细胞、成神经细胞以及放射状胶质细胞的数目和形态学特征;使用实时荧光定量PCR方法测量海马组织中IL-1β和IL-6等炎症相关因子的mRNA的表达水平;运用旷场实验和Morris水迷宫实验检测小鼠学习记忆等行为学变化;采用16S rRNA测序方法检测小鼠结盲肠粪便的肠道菌群结构组成和代谢功能。研究结果:研究表明,高脂高糖饮食能够使ICR小鼠体重增加,血清中胆固醇水平升高。旷场和水迷宫实验检测到肥胖小鼠的学习记忆受损和社会行为发生改变。免疫荧光染色方法观察到肥胖小鼠海马齿状回(dentate gyrus DG)小胶质细胞数目增加,RT-qPCR方法进一步研究观察到海马组织IL-1β和IL-6 mRNA表达水平升高。之后免疫荧光染色方法观察到肥胖小鼠海马齿状回SGZ成神经细胞和放射状胶质细胞阳性数目异常增加,细胞对称分裂占比增加,同时RT-qPCR方法检测到海马组织BDNF的mRNA表达水平升高。此外,我们还发现在同一张脑切片上发现成神经细胞和小胶质细胞数目呈强相关性关系。16S rRNA测序方法观察到肥胖小鼠肠道菌群结构组成和代谢功能产生紊乱。这些结果均提示高脂高糖饮食可诱导小鼠海马部小胶质细胞激活,引发炎症反应,而炎症反应可能会导致海马神经元的增殖发生异常并伴随BDNF m RNA表达水平的升高。此外,高脂高糖饮食还会导致小鼠肠道菌群结构和功能发生紊乱。发现杜仲水提物能够有效改善模型小鼠体重,抑制血清胆固醇含量,并且改善小鼠的认知障碍。其次,杜仲水提物对肥胖小鼠海马小胶质细胞以及炎性因子IL-1β和IL-6 mRNA表达水平具有抑制作用。进一步研究发现杜仲水提物可恢复肥胖小鼠细胞分裂模式,抑制放射状胶质细胞异常增多并减少成神经细胞数目。此外,肠道菌群实验表明,杜仲水提物可以恢复肥胖小鼠肠道菌群结构和功能紊乱,使之趋向于对照组。结论:在本研究中,我们发现杜仲水提物的干预可以改善HFSD诱导的肥胖小鼠海马神经炎症,使神经干细胞的分裂方式和增殖能力趋向正常,增强学习记忆和社会行为的认知能力。此外,杜仲水提物还可以恢复肥胖小鼠肠道菌群结构和功能代谢,使之趋向于对照组。这些结果将为杜仲预防饮食性肥胖相关的中枢神经损伤提供了理论依据。