中医“治未病”理论指导早期干预肠道机会性感染激活JAK2/TLR4/RAGE信号通路诱发阿尔茨海默病的研究

Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disease with an unknown etiological cue. We propose here that gut opportunistic infection might be one of the potential AD initiator, and its putative pathogenic mechanism might be improper diets (such as long-term high-fat and meat uptake) nourish sulfatase-secreting microbiota, leading to mucin degradation and colon thinning. This allows endotoxin breaking the intestinal barrier, leaking into the blood stream, trespassing the blood-brain barrier, and entering the brain to evoke neuroinflammatory responses, trigger reactive oxygen species (ROS) burst, and eventually enhance neuronal death and brain dysfunction. The present study intends to establish the gut dysbiosis mouse model by feeding high-fat diets, chondroitin sulfate, or heme in combination with Akkermania mucinophila, and to verify the underlying hypothesis from the aspects of pathogenic simulation (modeling) and symptomic reversion (drug administering). By referring the Chinese medicinal theory of "preventive disease treatment", we distinguish gut dysbiosis (a non-disease phase), neuroinflammation (a pre-disease phase), and cerebral cognition decline (a post-disease phase, and exploit the anti-bacterial Gegen Huangcen Huanglian Tang for non-disease treatment by blocking the JAK2/STAT3 pathway, the anti-inflammatory anti-LPS antibody for pre-disease treatment by blocking the LPS-TLR4 pathway, and the anti-neurotoxic antagonistic peptide RP-1 for post-disease treatment by blocking the Aβ-RAGE pathway. This work should provide insight into elucidation of the molecular mechanism underlying gut opportunistic infection-activated pro-inflammatory signaling pathways leading to nitrosylated inactivation of amyloid peptide-degrading enzymes, functional compromise of protein ubiquitination and cell autophagy, and early death of neurons and glia.

阿尔茨海默病(AD)是病因不明的神经退行性疾病。我们假设肠道机会性感染是AD的潜在病因之一，可能病机是饮食不当(如长期高脂及肉类摄入)滋养硫酸酯酶分泌菌，导致肠粘膜粘液素降解，肠壁变薄，内毒素突破肠道屏障渗漏入血，穿越血脑屏障进入大脑，诱发神经炎症反应，刺激活性氧迸发，造成神经元死亡和大脑功能退化。本研究拟饲喂高脂饲料、硫酸软骨素或血红素并接种AKK菌建立小鼠肠菌失衡模型，从病程模拟(造模)与病情逆转(用药)入手验证该假说。依据中医“治未病”理论区分肠菌失衡未病期、神经炎症欲病期和大脑功能退化已病期，用葛根岑连汤抑菌阻断JAK2/STAT3通路治未病，抗LPS抗体消炎阻断LPS-TRL4通路治欲病，拮抗肽RP-1祛毒阻断Aβ-RAGE通路治已病，揭示肠道机会性感染激活炎症信号转导通路使淀粉样肽降解酶失活、蛋白质泛素化及细胞自噬功能异常、神经元及小胶质细胞过早死亡的分子机理。

阿尔茨海默病（AD）的可能病因是肠道菌群失调导致 肠-脑轴信号转导异常引起的神经退⾏性疾病。本项⽬以中 医“治未病”理论为指导，探讨了中药复⽅调理肠胃早期预防 AD 的可能性。 利⽤硫酸软⻣素饲喂⼩⿏，成功建⽴了肠道⽣态紊乱诱 发系统病变模型，表现为硫酸酯酶分泌及粘液素降解升⾼， ⾎清内毒素及炎症介质增多，⾎管新⽣及线粒体增殖减弱， 脂肪肝样脂肪合成增强，脂肪组织线粒体密度下降，痴呆症、 关节滑膜炎和肿瘤样增⽣标志物均为阳性。 由于硫酸软⻣素诱导的肠道⽣态个体差异⼤，导致实验 重复性差，为此改⽤硫酸软⻣素加⾼脂饮⻝共同饲喂⼩⿏， 建⽴新的可重复性 AD 模型，借此证明了葛根芩连⽚能修复 肠粘膜损伤缓解肠漏（降低 LPS 及下调 LPS 受体 TLR4）， 降低慢性炎症⽔平（减少 TNF-α、IL-1β、IL-8、IL17A）， 清除硝化应激（下调 iNOS 及减少 NO、3-NT），增强抗氧 化作⽤（减少 MDA，增加 MT，上调 SOD 和 CAT），改善 能量代谢及神经传导（增加 ATP 和 Ach），提⾼认知功能 （⽔迷宫测试表现良好）。不过，由于⽤来造模的⼩⿏⽉龄太⼩（仅3～7⽉龄，相 当于⼈类 20 岁），模型组⼩⿏⾏为测试表现优于处理组， 未能体现中药复⽅预防 AD 的真实效果。为此，改⽤快速衰 ⽼⼩⿏ SAMP8 饲喂⾼脂饲料造模。在定位航⾏试验中，给 药⼩⿏找到⽬标平台所花时间逐渐缩短。在空间探索实验中， 给药⼩⿏多次穿过⽬标平台。处理组的⼤部分⽣化指标接近 模型组，代表氧化/硝化⽔平的 ROS、3NT、MDA 等，处理 组显著低于模型组。 对APP/PS1转基因⼩⿏进⾏⿐腔给药，证明基因⼯程药 物 RP1 对实验性 AD 有较好的疗效，可在⼀定程度上缓解患 病症状，提示 RP1 发挥药效可能与 APP 蛋⽩和 BACE1 蛋⽩ 表达量下调、RAGE 下游通路抑制和某些相关基因表达⽔平 改变有关。