基于肠道菌群探讨补阳还五汤修复受损血脑屏障治疗糖尿病认知功能损害的机制

Chronic low-grade inflammation, especially brain microvascular endothelial cell inflammation, is the main cause of BBB impairment and even cognitive impairment in type 2 diabetes mellitus (T2DM). Studies have shown that intestinal flora disorders in T2DM can induce low-grade inflammation and lead to Diabetic cognitive impairment (DCI). “Qi deficiency and blood stasis” is its main pathogenesis. Previous studies have confirmed that “Buyang Huanwu Decoction” can improve intestinal flora and cognitive function, but the mechanism is unclear. Therefore, the hypothesis was put forward that “improving intestinal flora, inhibiting inflammatory response of BBB brain microvascular endothelial cells, and then repairing damaged BBB to protect neurons are the potential mechanisms of its treatment of DCI”. We intend to replicate the DCI model and observe whether Buyang Huanwu Decoction can increase the proportion and content of probiotics in intestine by improving intestinal flora and protect intestinal mucosa for reducing the release of pathogenic bacteria, and whether it can inhibit the inflammatory activation of brain microvascular endothelial cells to exert the effect of activating blood circulation and dredging collaterals? Finally, we clarify the target of Buyang Huanwu Decoction in improving intestinal flora, inhibiting inflammation, repairing damaged BBB and treating DCI. And provide experimental basis for TCM treatment of DCI, and expand the connotation of Qi deficiency and blood stasis prescription.

慢性低度炎症状态，尤其是脑微血管内皮细胞炎症，是2型糖尿病（T2DM）出现血脑屏障（BBB）受损，乃至认知功能损害的主因。研究显示，T2DM存在的肠道菌群紊乱可诱发机体低度炎症反应，导致糖尿病认知功能损害（DCI）发生。“气虚血瘀”是其主要病机，前期证实益气活血方“补阳还五汤”可改善肠道菌群和糖尿病认知功能，但深入机制未阐明。据此提出假说“改善肠道菌群，抑制BBB脑微血管内皮细胞炎症反应，进而修复受损BBB以保护神经元，是其治疗DCI的潜在机制”，拟复制DCI模型，从改善肠道菌群入手，观察补阳还五汤能否通过提高肠道益生菌比例和含量，从而固护肠道屏障，减少“浊”邪释放，实现“益气以祛邪”；能否通过抑制“脑微血管内皮细胞”炎症激活，发挥“活血通络”功效，最终阐明其改善肠道菌群、抑制炎症反应，修复受损BBB，治疗DCI的作用靶点与机制，为中医药治疗DCI提供实验依据，并拓展益气活血方药的内涵。

脑微血管内皮细胞炎症反应引发大脑血脑屏障（BBB）损伤是糖尿病认知功能损害（DCI）的主要病变特征。近期研究发现，肠道菌群紊乱是加剧机体低度炎症反应，介导BBB损伤引发DCI的主因。中医认为“气滞血瘀”是DCI主要病机，并与炎症密切关联，常以活血化瘀论治。前期研究表明：活血化瘀代表方“补阳还五汤”可改善肠道菌群丰度，改善糖尿病认知功能的趋势，为了进一步丰富活血化瘀治疗DCI内涵，添加治法相同的临床验方糖立宁（药物组成：黄连、黄芪、金银花、香附、郁金、蚕砂），此方具有降低机体炎症水平，明显改善糖尿病认知功能的药效，这与抑制炎症水平以保护BBB改善认知功能的效果不谋而合。综上，提示调节肠道菌群，保护BBB功能可能是益气活血方药补阳还五汤和糖立宁方抑制大脑炎症水平，改善糖尿病认知功能的机制。为了验证上述假说，本研究循序渐进完成了如下两部分研究：①在体实验明确补阳还五汤和糖立宁方是否具有改善肠道菌群和糖尿病认知功能的药效：以高脂高糖饲料饲养+STZ干预的雄性C57小鼠为研究对象复制DCI模型，以补阳还五汤和糖立宁为干预药物，发现两方药，尤其是糖立宁方可显著改善肠道菌群和糖尿病认知功能、抑制大脑炎症反应，首先确证了活血化瘀方药抗DCI的药效。在此基础上，通过形态学检测肠屏障和BBB的通透性，通过分子生物生检测脑微血管内皮细胞TLR4、IL-1β及IL-6的水平，结果显示糖立宁可以抑制脑微血管内皮细胞炎症因子表达，从而降低BBB通透性以改善认知功能的药效。 ②离体以LPS干预bEnd.3脑微血管内皮细胞复制炎症模型。研究发现补阳还五汤和糖立宁载药血清可以减少内皮细胞炎症介质的释放，发挥抗炎作用，其抗炎机制主要通过抑制NLRP3炎症小体信号通路的激活。本研究的结果建立了肠道菌群紊乱和BBB中脑微血管内皮细胞的炎症反应在DCI中的关联，而活血化瘀的代表方补阳还五汤和糖立宁，尤其是糖立宁通过抑制炎症反应抗DCI的重要机制。