CN112791076A - 肠道菌落调节剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请属于生物医药技术领域,尤其涉及一种肠道菌落调节剂,所述肠道菌落调节剂包含有泛硫乙胺。本申请肠道菌落调节剂通过泛硫乙胺对肠道中Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落的调节作用,可改善肠道菌落紊乱引起的肠道炎症、肠道屏障受损、结肠炎,以及因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病等。
Description
技术领域
本申请属于生物医药技术领域,尤其涉及一种肠道菌落调节剂及其应用。
背景技术
肠道菌群是指在消化道内生存的微生物群落,包括了共生菌、条件致病菌、致病菌等不同类型的菌群,对维护机体正常生理功能有很大的帮助,例如能影响体内食物营养代谢、抵御病原体和自身免疫疾病的患病风险等,在维持宿主健康方面发挥着重要作用。越来越多的研究表明,肠道菌群及其代谢产物与中枢神经系统之间通过微生物-肠-脑轴相互影响,形成一种共生信号传导机制,该机制相互影响宿主环境和肠道菌群。当共生信号传导机制被破坏时,潜在病原体数量会迅速增加,最终导致疾病的发生,包括代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病,如:帕金森、阿尔茨海默症等。肠道菌群的代谢产物,例如脂多糖、胆汁酸、短链脂肪酸等,可能会导致肠道菌群的改变,从而可能通过代谢途径促进病理过程。肠道上皮细胞形成肠道粘膜屏障,该屏障可有效防止病原体、有害颗粒、细菌等进入血液循环,肠道粘膜屏障功能的破坏,会导致肠道渗漏并伴有炎症水平的增加,肠道渗漏引起的炎症最终会导致大脑血脑屏障通透性的增加,而血脑屏障的完整性对脑的发育和功能至关重要。因此,对肠道菌群的调控与人体健康有直接且重大的作用关系。
发明内容
本申请的目的在于提供一种肠道菌落调节剂及其应用,旨在一定程度上解决因肠道菌落失调引起的健康问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
第一方面,本申请提供一种肠道菌落调节剂,所述肠道菌落调节剂包含有泛硫乙胺。
第二方面,本申请提供一种肠道菌落调节剂在因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病的药物中的应用。
本申请第一方面提供的肠道菌落调节剂包括泛硫乙胺,泛硫乙胺是一种由泛酸(维生素B5)和半胱胺合成的膳食低分子量硫醇,是生产辅酶A(CoA)的中间体,是脂类代谢的关键调节剂。本申请通过研究发现,泛硫乙胺对肠道菌群组成和特征菌群丰度具有调节作用,尤其是对Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科的相对丰度具有较强的调节作用。其中,Allobaculum属,通过分解非消化性碳水化合物产生短链脂肪酸(SCFA),短链脂肪酸在肠道的富集参与了宿主代谢,可减轻肠道炎症、提高胰岛素抵抗和维持肠道屏障完整性等,起到保护肠道的作用。Mucispirillum属是肠道内的共生菌,通过在肠道内与沙门氏菌竞争厌氧呼吸底物,帮助宿主抵抗沙门氏菌感染,从而抵御结肠炎。Muribaculaceae科的相对丰度,使其在肠道中长期暴露于脂多糖(LPS)(一种可在短时间内诱发细菌感染症状的化合物)的环境中显着降低,与NF-κB信号传导在内的免疫反应呈正相关。因此,本申请肠道菌落调节剂通过泛硫乙胺对肠道中Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落的调节作用,可改善肠道菌落紊乱引起的肠道炎症、肠道屏障受损、结肠炎,以及因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病等。
本申请第二方面提供的肠道菌落调节剂由于可有效调节肠道内Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落的丰度,从而对因肠道Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病、神经退行性精神疾病方面有较好的疗效。因而,本申请肠道菌落调节剂可应用于因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病的药物中。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1提供的AD、WT、AD.M.Dt、AD.H.Dt组的Venn图;
图2是本申请实施例1提供的WT组、AD组和AD.M.Pt组的三元相图;
图3是本申请实施例1提供的WT组、AD组和AD.H.Pt组的三元相图;
图4是本申请实施例1提供的WT、AD组、AD.M.Dt和AD.H.Dt组的物种丰度聚类分析图;
图5是本申请实施例3小鼠Morris水迷宫检测空间学习和记忆能力测试结果图;
图6是本申请实施例4小鼠旷场实验自发活动与探索行为测试结果图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本发明中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b或c中的至少一项(个)”,或,“a,b和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本发明的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地,本发明实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
本申请实施例第一方面提供一种肠道菌落调节剂,所述肠道菌落调节剂包含有泛硫乙胺。
本申请第一方面提供的肠道菌落调节剂包括泛硫乙胺,泛硫乙胺是一种由泛酸(维生素B5)和半胱胺合成的膳食低分子量硫醇,是生产辅酶A(CoA)的中间体,是脂类代谢的关键调节剂。本申请通过研究发现,泛硫乙胺对肠道菌群组成和特征菌群丰度具有调节作用,尤其是对Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科的相对丰度具有较强的调节作用。其中,Allobaculum属,通过分解非消化性碳水化合物产生短链脂肪酸(SCFA),短链脂肪酸在肠道的富集参与了宿主代谢,可减轻肠道炎症、提高胰岛素抵抗和维持肠道屏障完整性等,起到保护肠道的作用。Mucispirillum属是肠道内的共生菌,通过在肠道内与沙门氏菌竞争厌氧呼吸底物,帮助宿主抵抗沙门氏菌感染,从而抵御结肠炎。Muribaculaceae科的相对丰度,使其在肠道中长期暴露于脂多糖(LPS)(一种可在短时间内诱发细菌感染症状的化合物)的环境中显着降低,与NF-κB信号传导在内的免疫反应呈正相关。因此,本申请实施例肠道菌落调节剂通过泛硫乙胺对肠道中Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落的调节作用,可改善肠道菌落紊乱引起的肠道炎症、肠道屏障受损、结肠炎,以及因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病等,如:帕金森、阿尔茨海默症、亨廷顿氏症、肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症等。
在一些实施例中,所述肠道菌落调节剂调节的肠道菌落包括:Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科中的至少一种。
在一些具体实施例中,所述肠道菌落调节剂调节的肠道菌落包括:Allobaculum属、Mucispirillum属和Muribaculaceae科。
在一些实施例中,所述肠道菌落调节剂中,所述泛硫乙胺的剂量为4mg/kg/天~20mg/kg/天,其中,kg指使用对象的体重。本申请通过实施例研究了肠道菌落调节剂中泛硫乙胺的剂量对小鼠的疗效,研究结果显示,针对实验小鼠而言,泛硫乙胺的剂量在80mg/kg/天低浓度或者160mg/kg/天高浓度时,均表现出对小鼠肠道内菌群组成和特征菌群的丰度具有明显的调节作用。根据徐叔云教授主编的《药理实验方法学》中人和动物体表面积比值剂量关系,对小鼠实验结果进行换算,得出本申请肠道菌落调节剂中泛硫乙胺的剂量为4mg/kg/天~20mg/kg/天时,其中,kg指使用对象的体重,对使用对象(患者、人体)肠道内菌群的组成和特征菌群的丰度具有较好的调节作用,尤其是对Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等的相对丰度具有较强的调节作用。
在一些优选实施例中,所述肠道菌落调节剂中,所述泛硫乙胺的剂量为6mg/kg/天~19mg/kg/天,在该剂量范围内对肠道内菌群组成和特征菌群的丰度有更明显的调节作用。
在一些具体实施例中,所述肠道菌落调节剂中,所述泛硫乙胺的剂量可以是4.6mg/kg/天、6mg/kg/天、8mg/kg/天、10mg/kg/天、12mg/kg/天、14mg/kg/天、16mg/kg/天、18mg/kg/天、18.46mg/kg/天、19mg/kg/天或者20mg/kg/天。
在一些实施例中,所述肠道菌落调节剂的剂型包括:注射剂、口服液、胶囊剂、片剂、膏剂、粉剂、颗粒剂、丸剂、栓剂中的至少一种。本申请实施例肠道菌落调节剂适用于多种剂型,可根据实际应用需求制成不同的剂型适用,应用灵活,适用性广。
在一些实施例中,所述肠道菌落调节剂还包括药用载体。
在一些实施例中,所述药用载体包括:玉米油、卵磷脂、明胶、甘油、聚山梨酯、聚乙二醇、高酰基结冷胶、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟丙基甲基纤维素、交联聚维酮、聚丙烯酸树脂类聚合物、红花籽油、软磷脂、蜂蜡中的至少一种。
在一些具体实施例中,当肠道菌落调节剂为注射剂时,可包含的药用载体包括但不限于玉米油、海藻酸钠中的至少一种。
在一些具体实施例中,当肠道菌落调节剂为口服液时,可包含的药用载体包括但不限于玉米油、甘油、海藻酸钠、蜂蜡、卵磷脂中的至少一种。
在一些具体实施例中,当肠道菌落调节剂为胶囊时,可包含的药用载体包括但不限于玉米油、海藻酸钠、蜂蜡、明胶、卵磷脂等。
在一些具体实施例中,当肠道菌落调节剂为丸剂、片剂或膏剂时,可包含的药用载体包括但不限于玉米油、卵磷脂、明胶、甘油、聚山梨酯、聚乙二醇、高酰基结冷胶、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟丙基甲基纤维素、交联聚维酮、聚丙烯酸树脂类聚合物、红花籽油、软磷脂、蜂蜡中的至少一种。
本申请实施例第二方面提供一种肠道菌落调节剂在因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病的药物中的应用。
本申请第二方面提供的肠道菌落调节剂由于可有效调节肠道内Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落的丰度,从而对因肠道Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病、神经退行性精神疾病方面有较好的疗效。因而,本申请肠道菌落调节剂可应用于因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病的药物中,如:帕金森、阿尔茨海默症、亨廷顿氏症、肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症等药物中。
为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解,以及本申请实施例肠道菌落调节剂的进步性能显著的体现,以下通过实施例来举例说明。
实施例1:动物饲养和泛硫乙胺治疗
本实施例选取4.5个月龄的3×Tg转基因小鼠(B6129-Psen1tm1Mpm Tg(APPSwe.tauP301L)1Lfa/J)为模型动物,小鼠携带三对突变等位基因纯合子,其中,APPSwe和tau基因为转入人源基因,PS1为小鼠自身突变基因,该模型能很好地模拟Aβ和tau蛋白两条病理途径所造成的患者病理病变过程。野生型小鼠(B6129SF2/J)作为对照,即相同基因背景的非转基因小鼠(WT),可以最大程度保证相同的基因背景下,比较正常鼠与病理鼠之间的差异。3×Tg转基因小鼠和野生型小鼠均采购于美国Jax实验室。
将18只3×Tg转基因小鼠随机分成三组,每组6只,分别为模型组(简称AD组)、低剂量组(简称AD.M.Pt组)、高剂量组(简称AD.H.Pt组),AD组的泛硫乙胺剂量为0mg/kg,AD.M.Pt组的泛硫乙胺剂量为80mg/kg,AD.H.Pt组的泛硫乙胺剂量为160mg/kg,另设8只野生型小鼠(简称WT组)为正常对照组,具体如下表1所示。所有的小鼠圈养在可控的环境,12小时的明暗周期,温度在23±2℃,可以自由进食标椎实验室的食物和水。泛硫乙胺购买于MedChemExpress公司,将泛硫乙胺均匀溶解于ddH2O中,采用饮水方式给药,持续治疗3×TgAD小鼠7.5个月。
表1
实施例2:探究泛硫乙胺对小鼠肠道菌群的影响
1、DNA提取:收集小鼠新鲜粪便于无菌管,-80℃冰箱保存,用于肠道菌群的检测。其中肠道菌群检测采用16S rRNA扩增子测序法,使用DNA提取试剂盒/CTAB/SDS法从粪便样本中进行基因组DNA抽提后,按照制造商的方案(Magigene,中国广州),利用ThermoNanoDrop One检测DNA的完整性、纯度和浓度。
2、PCR扩增:以基因组DNA为模板,根据测序区域的选择,使用带barcode的特异引物及TaKaRa PremixVersion 2.0进行PCR扩增。其引物对应区域包括:V4区引物(515F和806R)鉴定细菌多样性;18S V4区引物(528F和706R)鉴定真核微生物多样性;ITS1区引物(ITS5-1737F和ITS2-2043R)鉴定真菌多样性。此外,扩增区域还包括:16S V3-V4/16S V4-V5;古菌16S V4-V5;18S V5和ITS2区;功能基因对应引物等。
2、PCR产物电泳检测:用1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物的片段长度和浓度,用GeneTools Analysis Software对PCR产物进行浓度对比后,按照等质量原则计算各样品所需体积,将各PCR产物进行混合。使用Extraction Kit凝胶回收试剂盒回收PCR混合产物,TE缓冲液洗脱回收目标DNA片段。
3、建库及测序:按照UltraTMII DNA Library Prep Kit for (New EnglandBiolabs,USA)标准流程进行建库操作,使用Illumina Nova 6000平台对构建的扩增子文库进行PE250测序。
4、进行生物信息学和统计分析,包括以下具体步骤:
①测序数据处理:双端原始数据(Paired-end Raw Reads)过滤利用fastp(anultra-fast all-in-one FASTQ preprocessor,version 0.14.1 https://github.com/OpenGene/fastp)分别双端原始数据(Raw Reads)数据进行滑窗质量剪裁。同时根据序列首尾两端的引物信息,利用cutadapt软件(https://github.com/marcelm/cutadapt/)去除引物,得到质控后的配对端清洁数据(paired-end Clean Reads)。
②拼接:双端测序数据根据PE reads之间的overla的关系,利用usearch-fastq_mergepairs(V10,http://www.drive5.com/usearch/预设参数包含最小overlap长度设置为16bp,拼接序列的overlap区允许的最大错配5bp等),过滤不符合的Tags,获得原始的拼接序列(Raw Tags),质量过滤得到有效的拼接片段(Clean Tags)
③OTU聚类及物种注释:为了研究样品物种组成及多样性信息,对所有样品拼接过滤后的clean tags进行聚类,生成OTU(Operational Taxonomic Unit,操作分类单元),同时去除嵌合体。选取OTU的代表性序列,与SILVA(16S)、RDP(16S)、Greengenes(16S)、SILVA(18S)、Unite(ITS)数据库进行比对获得物种注释信息。物种注释的分类结果分为7个层级,分别为界(kingdom,L1)、门(phylum,L2)、纲(class,L3)、目(order,L4)、科(family,L5)、属(genus,L6)和种(species,L7)。去除注释为叶绿体或线粒体(16S扩增子)以及不能注释到界级别的OTU及其Tags,得到各样品最终用于分析的有效Tags序列数(No.ofseqs)及OTU分类学综合信息表(OTU_table)。
③OTU统计:基于OTU_table,统计实验小鼠样本或分组小鼠所含reads数及OTU数,进行Venn图、三元相图、物种丰度聚类分析。使用R软件(V5.1.3)统计不同样品数中目标分类水平的并集数(Pan)及交集数(Core),来评估样本量是否充足。
附图1所示为WT组、AD组、AD.M.Pt组和AD.H.Pt组的共有或特有物种Venn图,附图中,重叠区域代表分组共有的OTU数目,非重叠区域为分组特有的OTU数目。
由附图1的Venn图可知,AD、WT、AD.M.Dt、AD.H.Dt组共有631个OTU,可以发现WT、AD.M.Dt、AD.H.Dt组区别于AD组的OUT有210个,其中泛硫乙胺治疗组与WT组共有18个OUT,包括理研菌科Rikenellaceae、芽胞杆菌科Bacillaceae、微杆菌科Microbacteriaceae、柄杆菌科Caulobacteraceae、Muribaculacea科。
附图2所示为WT组、AD组和AD.M.Pt组的三元相图;附图3所示为WT组、AD组和AD.H.Pt组的三元相图。附图中,三个顶点代表三个分组,圆圈代表分类群,圆圈大小和相对丰度成正比,圆圈离哪一顶点越接近,表示此物种在这个分组中含量越高。
由附图2和3的三元相图可知,在科水平上,与AD组相比,WT组的3个菌群的平均相对丰度显著增加,分别是毛螺旋菌科Lachnospiraceae、脱铁杆菌科Deferribacteraceae、伯克氏菌科Burkholderiaceae;AD.M.Dt组的6个菌群的平均相对丰度显著增加,分别是脱铁杆菌科bacteroideriaceae、Muribaculaceae、丹毒丝菌科Erysipelotrichaceae、脱硫弧菌科Desulfovibrionaceae、理研菌科Rikeneaceae、Tannerellaceae;AD.H.Dt组的6个菌群的平均相对丰度增加,分别是脱硫弧菌科Desulfovibrionaceae、拟杆菌科bacteroideriaceae、丹毒丝菌科Erysipelotrichaceae、F082、乳酸菌科Lactobacillaceae、脱铁杆菌科Deferribacteraceae。WT、AD.M.Dt、AD.H.Dt组区别与AD组的共同核心菌群是脱铁杆菌科Deferribacteraceae、丹毒丝菌科Erysipelotrichaceae、Muribaculaceae科。
综上由附图1~3测试可知,含有泛硫乙胺的AD.M.Dt和AD.H.Dt组,可有效的调节小鼠肠道菌落的种类和丰度。
5、进一步地,对WT、AD组、AD.M.Dt和AD.H.Dt组的物种丰度进行了聚类分析,如附图4所示。其中,横向表示样品,纵向为物种,图中左侧的聚类树为物种聚类树;上方的聚类树为样品聚类树,体现样品间(若选择按组展示则体现组间)群落组成相似性;中间方块对应的值为每一行物种相对丰度经过标准化处理后得到的Z值,即一个样品在某个分类上的Z值为样品在该分类上的相对丰度和所有样品在该分类的平均相对丰度的差除以所有样品在该分类上的标准差所得到的值。方块颜色越深,说明该门的丰度在样品间相对越高。
由附图4的物种丰度聚类分析图可知,与WT组相比,AD组显著改变了17个OTU的物种丰度水平,增加了6个OTU,减少了11个OTU。泛硫乙胺的干预显着改变3×Tg AD小鼠肠道菌群的物种丰度水平,与AD组相比,AD.M.Dt组显著显着改变了17个OTU的物种丰度水平,增加了10个OUT和减少了7个OUT,而AD.H.Dt组显著显着改变了20个OTU的物种丰度水平,增加了13个OUT和减少了7个OUT。特别是在4个OTU中,与WT组相比,AD组显着减少,AD.H.Dt组经泛硫乙胺干预后显着逆转,几乎接近WT组,其特异性关键菌株包括东海酪酸菌属Allobaculum,Mucispirillum属和Muribaculaceae科,如表2所示:
表2
因此,本申请实施例通过物种丰度聚类分析图,确定泛硫乙胺对AD小鼠中特异性关键菌株丰度的影响。
实施例3:探究泛硫乙胺对小鼠记忆能力的影响
本申请实施例为了探究泛硫乙胺调节小鼠肠道菌落后,对小鼠行为有怎么的影响,采用Morris水迷宫检测泛硫乙胺对小鼠的空间探索和记忆能力:
Morris水迷宫通过观察和记录动物入水后搜索藏在水下平台所需的时间、采用的策略和游泳轨迹,从而评估啮齿类动物空间记忆、工作记忆以及空间辨别能力的改变。Morris水迷宫主要由底面直径为160cm、高约40cm的圆形水池和一个可调节高度和可移动位置的圆形站台所组成,配置有光线恒定的照明灯。水池划分为虚拟的4个象限,在其中一个象限内距离池壁3.5cm处放置直径为12cm的圆形站台,图像自动采集摄像头架设在水池正上方,软件分析系统通过摄像头采集小鼠游泳图像(模拟信号)并输入计算机,小鼠游泳的模拟图像转化为数字图像,自动地采集小鼠的入水位置、游泳的速度、搜索目标等所需时间、运行轨迹和搜索策略等参数,并可将所采集的各种信息进行数据处理和分析。
Morris水迷宫检测实验主要分为定位航行实验和空间探索实验。定位航行:将动物头朝池壁随机放入水池的某一象限的起始位置,记录动物找到水下平台的时间。在前几次训练中,若小鼠在规定时间内找不到平台,则引导动物到平台。让动物在平台上停留10s,最后将小鼠擦干并保持体温。每只动物每天在同一时间段训练4次,两次训练之间间隔15~20min,连续训练3至5天。空间探索:定位航行全部结束后开始计时,撤去隐蔽平台,记录实验小鼠穿过平台次数及跨过平台所在目标象限的时间,分别测量24h后短时记忆和72h后长时记忆,观察受试鼠的空间定位能力,及在空间探索过程中的变化规律。通过水迷宫跟踪系统,利用Graphpad Prism 7软件进行数据分析作图,单因素重复性方差分析,p<0.05具有显著性差异。测试结果如附图5所示。
附图5为Morris水迷宫检测小鼠空间学习和记忆能力测试结果:其中,A为小鼠水迷宫航行轨迹图;B为小鼠逃避潜伏期(横坐标为天数,纵坐标为逃避潜伏期,WT vs AD—#,AD vs AD.H.Pt—&);C为小鼠24h内穿过原平台所在象限的次数(纵坐标);D为小鼠24h内在原平台所在象限停留的时间(纵坐标);E为小鼠48h内穿过原平台所在象限的次数(纵坐标);F为小鼠48h内在原平台所在象限停留的时间(纵坐标)。(n=6,*p<0.05,**p<0.01)
由附图5采用Morris水迷宫检测13月龄WT、AD、AD.M.Pt和AD.H.Pt四组小鼠的定位航行及空间探索能力的测试结果,可知:
①在定位航行实验中,与WT组相比,AD组小鼠找到目标平台的时间明显延长,寻找目标运动策略更复杂(图5A);而以泛硫乙胺干预治疗7.5个月之后,小鼠找到平台的时间显著缩短。
②在定位航行训练期中,WT组第2至4天的逃避潜伏期均低于AD组,而AD.H.Pt的逃避潜伏期逐渐趋向于WT组(图5B)。
③停止训练24h及72h后检测小鼠的短期记忆能力,发现AD组小鼠穿过原平台的次数和在原平台所在象限停留的时间明显低于WT组,泛硫乙胺干预治疗组显著增加了AD组小鼠穿过目标平台的次数和在目标象限停留的时间(图5C-F),说明泛硫乙胺通过调节小鼠肠道菌落显著改善了AD小鼠的短期及长期记忆能力。
实施例4:探究泛硫乙胺对小鼠空间探索能力的影响
本申请实施例为了探究泛硫乙胺调节小鼠肠道菌落后,对小鼠行为有怎么的影响,采用旷场实验检测泛硫乙胺对小鼠的空间探索能力的影响:
旷场实验通过观察实验动物在新异环境中自发活动与探索行为,用于研究神经精神变化,例如评估焦虑情况、抑郁状态。旷场实验装置主要是一个正方形活动框,内画有无数个正方形格子,正上方架设数码摄像头追踪小鼠活动轨迹,其视野可覆盖整个旷场内部。实验在安静的环境下进行,实验开始前需保证旷场环境清洁无异味。提住小鼠尾部,轻轻放入旷场实验箱同一起始位置,观察时间5min,期间进行摄像和计时,时间结束停止摄像。记录5min内小鼠在中央区滞留时间、穿越格子数、垂直站立次数、排便次数。每只鼠实验记录结束后,需用75%酒精彻底清洁箱内壁和底面,以免上次动物残留信息影响下次实验结果。利用Graphpad Prism 7软件进行数据分析作图,单因素重复性方差分析,p<0.05具有显著性差异。测试结果如附图6所示。
附图6为旷场实验小鼠自发活动与探索行为测试结果,其中,A为小鼠旷场实验活动轨迹图;B为小鼠站立次数(纵坐标);C为小鼠探索穿过的格子数(纵坐标);D为小鼠的排便次数(纵坐标)。(n=6,*p<0.05,***p<0.001)。
由采用旷场实验检测13月龄AD.M.Pt和AD.H.Pt四组小鼠的自发活动与探索能力的测试结果可知:
①与WT组小鼠相比,AD组小鼠的自发活动与探索运动策略比较单一,进入中央区域的次数显著减少(图6A);
②AD组小鼠站立次数显著减少,说明AD组小鼠对外界事物的探索欲望降低(图6B);
③AD组小鼠在5min内穿过格子数显著减少,说明AD组小鼠的自发活动能力较WT组小鼠弱(图6C);排便次数显著增加,说明AD组小鼠的焦虑情绪较严重(图6D)。
④AD.M.Pt和AD.H.Pt组经泛硫乙胺干预后显著增加了AD小鼠在一定时间内的穿过格子数和站立次数,同时显著减少了AD小鼠的排便次数(图6B-D),说明泛硫乙胺可明显改善AD小鼠的自发活动能力和探索能力,同时缓解AD小鼠的焦虑情绪。
由实施例3和4可知,本申请肠道菌落调节剂中的泛硫乙胺通过对肠道Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科等菌落丰度的调节,可有效改善小鼠的记忆能力、自发活动能力、探索能力等空间探索能力,同时可缓解小鼠的焦虑情绪,因而,在因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病、神经退行性精神疾病方面表现出较好的疗效。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂包含有泛硫乙胺。
2.如权利要求1所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂调节的肠道菌落包括:Allobaculum属、Mucispirillum属、Muribaculaceae科中的至少一种。
3.如权利要求2所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂调节的肠道菌落包括:Allobaculum属、Mucispirillum属和Muribaculaceae科。
4.如权利要求1~3任一所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂中,所述泛硫乙胺的剂量为4mg/kg/天~20mg/kg/天,其中,kg指使用对象的体重。
5.如权利要求4所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂中,所述泛硫乙胺的剂量为6mg/kg/天~19mg/kg/天。
6.如权利要求5所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂中,所述泛硫乙胺的剂量为18.46mg/kg/天。
7.如权利要求1~3、5或6任一所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂的剂型包括:注射剂、口服液、胶囊剂、片剂、膏剂、粉剂、颗粒剂、丸剂、栓剂中的至少一种。
8.如权利要求7所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述肠道菌落调节剂还包括药用载体。
9.如权利要求8所述的肠道菌落调节剂,其特征在于,所述药用载体包括:玉米油、卵磷脂、明胶、甘油、聚山梨酯、聚乙二醇、高酰基结冷胶、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟丙基甲基纤维素、交联聚维酮、聚丙烯酸树脂类聚合物、红花籽油、软磷脂、蜂蜡中的至少一种。
10.如权利要求1~9任一所述的肠道菌落调节剂在因肠道菌落紊乱导致的代谢综合症、自身免疫性疾病或神经退行性精神疾病的药物中的应用。
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