基于“微生物-肠-脑轴”探讨安神定志灵调控脑神经递质及免疫状态的机制研究

Attention deficit hyperactivity disorder is a common neurodevelopmental disorder disease with high incidence and unclear pathogenesis. Our previous study found the pathogenesis of ADHD has the relation with neurotransmitters and immune system. The topic draft in the guide of microbe-gut-brain axis theory, using animal model of SHR rats, researching the effect of Anshen Dingzhi Ling on brain neurotransmitter and animal immune state system by intestinal flora. Based on 16S rRNA genetic technology, this research draft in using sample of animal feces to determination and quantitative analysis on rats' intestinal flora. Using molecular biological technique detection on rats' immune state. With the help of microdialysis technique, do the quantitative determination on neurotransmitter and precursor amino acid which synthesis of brain neurotransmitter in living animals' specific part by metabonomics technique. To find the characteristic expression intestinal flora in animal samples, summarize the effect of Chinese herbal compound on rats' intestinal flora. Then analyze not only the influence of intestinal flora on immune state, brain neurotransmitter and relevant amino acids content, but also the relevance of brain neurotransmitter and behavior of living animals. The ADHD relevant intestinal flora was defined preliminarily. Express the effect of Anshen Dingzhi Ling on brain neurotransmitter and immune state system based on the microbiome-gut-brain axis. And offer a new thought for researching pathogenesis and treatment for ADHD.

注意缺陷多动障碍是儿童常见的神经发育障碍性疾病，发病率较高且发病机制尚未明确。课题组前期研究发现其发病与脑神经递质及免疫存在关联，本课题拟在“微生物-肠-脑轴”理论指导下，以自发性高血压大鼠为动物模型，通过肠道菌群探讨安神定志灵对大鼠脑内神经递质及免疫状态的影响。本研究拟运用16S rRNA技术，以动物粪便及肠道内容物为标本，对大鼠肠道菌群进行定性、定量分析；运用分子生物学技术检测大鼠免疫状态；借助微透析技术及代谢组学相关方法，对活体动物脑神经递质及相关前体必需氨基酸进行定量检测。寻找模型动物特异性表达的肠道菌群，总结中药对大鼠肠道菌群的影响，分析肠道菌群对大鼠免疫状态、脑神经递质及相关必需氨基酸含有量的影响。初步明确可能与ADHD相关的肠道菌群，并基于“微生物-肠-脑轴”，阐明安神定志灵通过肠道菌群调控动物中枢免疫状态及脑内神经递质的作用机制，为研究ADHD的发病机制及治疗提供新的思路。

注意缺陷多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder，ADHD）是一种儿童常见的神经发育障碍性疾病，发病率较高且发病机制尚未明确。一旦患病，对患者的学习、家庭及社会功能将产生严重的负面影响。研究表明中医药治疗ADHD临床疗效确切，但其作用机制有待于进一步明确。本课题基于“清肝泻火，安神定志”的中医疗法，在“微生物-肠-脑轴”理论指导下，以自发性高血压大鼠为动物模型，对动物行为学、动物粪便中肠道菌群的表达、动物外周及大脑中枢炎症因子、合成大脑单胺类神经递质相关必需前体氨基酸含有量进行检测，从而探讨中药安神定志灵对ADHD模型大鼠的干预作用。实验数据提示安神定志灵可有效地改善模型动物的行为学表现，减少自发性活动；16S rRNA测序结果提示安神定志灵干预组大鼠肠道菌群核心菌落以 Oscillospiraceae、UCG-005、Lactobacillus_intestinalis和Prevotellaceae_Ga6A1_group为主，中药对异常表达的菌群有回调作用，且对肠道菌群多样性紊乱具有保护作用；分子生物学实验提示安神定志灵能改善脑组织中NGF、GNDF、BDNF、MMP-2、MMP-9等中枢炎症因子及IL-4、TNF-α、IL-1β、INF-γ等外周炎症因子的表达；氨基酸实验数据提示能调安神定制灵能调控丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、谷氨酰胺、组氨酸这6种氨基酸含量的表达。实验结果表明，安神定志灵可以改变模型动物粪便中肠道菌群的表达，进而发挥其调控机体免疫功能的作用，降低外周及中枢系统促炎因子的表达，改善模型动物的免疫状态。在微生物-肠-脑轴的作用下，安神定志灵还能增加合成神经递质相关氨基酸的含有量，促进相关脑部位神经递质的合成，从而达到治疗ADHD的目的。本研究不仅进一步明确了安神定志灵治疗ADHD的作用机制，也进一步证实肠道微生物、肠道及大脑之间有着紧密的联系。在“微生物-肠-脑轴”理论指导下，为研究ADHD的发病机制及治疗提供了新的思路。