プロバイオティクスは、マイクロバイオータ-腸-脳軸を変調し、高齢化したSAMP8マウスの記憶障害を改善します

Probiotics modulate the microbiota-gut-brain axis and improve memory deficits in aged SAMP8 mice.

• Xueqin Yang
• Dongke Yu
• Li Xue
• Hui Li
• Junrong Du

抄録

ProBiotic-4は、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、からなるプロバイオティクス製剤である。本研究では、ProBiotic-4のミクロビオータ-腸-脳軸および認知障害への効果を調べ、老化促進マウスprone 8（SAMP8）マウスを用いてその基礎となる分子機構を探ることを目的としている。9ヶ月齢のSAMP8マウスにProBiotic-4を12週間経口投与した。その結果、ProBiotic-4は老齢化したSAMP8マウスの糞便および脳内の記憶障害、脳神経細胞およびシナプス傷害、グリア活性化、微生物相組成を有意に改善することが確認された。ProBiotic-4は、加齢に伴う腸管バリアと血液脳関門の障害を実質的に減衰させ、インターロイキン-6と腫瘍壊死因子-をmRNAとタンパク質の両方のレベルで減少させ、血漿と脳内リポ多糖（LPS）濃度を減少させ、トール様受容体4（TLR4）発現を減少させ、脳内の核内因子B（NF-B）の核内転座を減少させた。また、ProBiotic-4は、-H2AX、8-ヒドロキシデソキシグアノシン、レチノイン酸誘導性遺伝子I（RIG-I）のレベルを有意に低下させただけでなく、脳内でのRIG-Iの多量体化をも阻害した。以上の結果から、プロバイオティクスによる腸内細菌叢の標的化は、加齢に伴う腸内細菌叢-脳軸の欠損や認知機能の低下に対して治療の可能性があり、そのメカニズムはTLR4とRIG-Iが介在するNF-Bシグナル伝達経路や炎症反応の抑制と関連していることが示唆された。

ProBiotic-4 is a probiotic preparation composed of , , , and . This study aims to investigate the effects of ProBiotic-4 on the microbiota-gut-brain axis and cognitive deficits, and to explore the underlying molecular mechanism using senescence-accelerated mouse prone 8 (SAMP8) mice. ProBiotic-4 was orally administered to 9-month-old SAMP8 mice for 12 weeks. We observed that ProBiotic-4 significantly improved the memory deficits, cerebral neuronal and synaptic injuries, glial activation, and microbiota composition in the feces and brains of aged SAMP8 mice. ProBiotic-4 substantially attenuated aging-related disruption of the intestinal barrier and blood-brain barrier, decreased interleukin-6 and tumor necrosis factor- at both mRNA and protein levels, reduced plasma and cerebral lipopolysaccharide (LPS) concentration, toll-like receptor 4 (TLR4) expression, and nuclear factor-B (NF-B) nuclear translocation in the brain. In addition, not only did ProBiotic-4 significantly decreased the levels of -H2AX, 8-hydroxydesoxyguanosine, and retinoic-acid-inducible gene-I (RIG-I), it also abrogated RIG-I multimerization in the brain. These findings suggest that targeting gut microbiota with probiotics may have a therapeutic potential for the deficits of the microbiota-gut-brain axis and cognitive function in aging, and that its mechanism is associated with inhibition of both TLR4-and RIG-I-mediated NF-B signaling pathway and inflammatory responses.

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