长期给予D-半乳糖(D-GAL)和铍盐会在实验动物模型和体外原代细胞培养中诱导衰老，并用于识别自然衰老过程的潜在机制。以前的研究表明，D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠的认知能力下降与大脑中神经生长因子(NGF)蛋白水平降低和活性氧(ROS)增加有关，这两者都会导致海马神经元退化，减少神经发生。最近的研究还表明，人体肠道微生物区系的组成和数量在衰老过程中发生了显著变化。肉苁蓉是一种草本植物，主要生长在中国西北沙漠地区，用于中药。俗称“沙漠人参”。肉苁蓉提取物含有几种药理活性化合物，包括苯乙醇苷、环烯醚萜、木糖、低聚糖、多糖和氨基酸；这些化合物具有抗炎、抗氧化、抗衰老、神经保护和免疫调节等特性。例如，从肉苁蓉中提取的多糖已被用于中药治疗结直肠癌。从川琼多糖、灵芝多糖、枸杞多糖等几种生物中分离得到了广泛的具有有用生物活性的弱毒性多糖，其中川琼多糖、灵芝多糖、枸杞多糖均具有较高的生物活性，其中川琼多糖、灵芝多糖、枸杞多糖具有较高的生物活性。CDA-0.05是从肉苁蓉中分离出的一种半乳葡聚糖，能促进几种有益的肠道细菌的生长，包括几种类杆菌和乳杆菌。正常衰老过程的潜在机制也与几种人类疾病有关，如神经退行性疾病、冠状动脉粥样硬化、2型糖尿病(T2 DM)和高血压。最近的研究表明，肠道菌群的变化在人类衰老过程中起着重要作用。几项研究表明，在实验小鼠和大鼠中长期服用D-半乳糖可以模拟正常的衰老过程，是研究与衰老相关的表型(如认知能力下降)的有用模型。此外，D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠表现出肠道微生物区系组成的变化。

Gang Li等研究假设肠道微生物区系组成的改变可能导致D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠认知功能下降，并研究肉苁蓉多糖(CDPs)是否可以通过恢复肠道微生物区系失调来缓解认知功能衰退。研究结果发表在 Aging杂志。

长期给予D-半乳糖可导致小鼠学习记忆障碍。(A，B)新的物体识别测试结果显示，WT小鼠和模型组小鼠在(A)24h训练和(B)1h测试阶段后具有较好的指标值。(C-F)Morris水迷宫测试结果显示：(C)WT组和模型组小鼠在学习阶段的潜伏期，(D)测试阶段的潜伏期，(E)跨板次数，(F)在目标象限的时间。注：*p<0.001.0 5，**p<0.0 1，*p<0.0 1；所有数据均用均值±SEM表示(n=15)；数据分析采用单因素方差分析，然后进行Dunnett‘s后检验。

长期给予D-半乳糖可诱导小鼠肠道微生物失调。(A)WT组和MOD组小鼠肠道微生物区系前10位的相对丰度。(B)基于线性判别分析(LDA)评分的WT组和MOD组小鼠肠道微生物属的相对丰度。(C)左侧分支图显示WT组和MOD组小鼠肠道细菌属最丰富。在(B，C)中只表示LDA评分>4和p值<0.05的分类单元。注：所有数据均以均值±SEM(n=15)表示。组间差异采用非配对student t检验分析。

CDPS对D-gal衰老模型小鼠学习记忆的改善作用。(A）WT、Mod和CDPS组小鼠给药期间的体重(B、 C）新物体识别试验结果显示，WT、Mod和CDPS组小鼠在（B）24小时训练和（C）1小时试验阶段后的优先指标。Morris水迷宫实验结果显示，WT、Mod和CDPS组小鼠（D，E）逃避潜伏期，（F）平板交叉次数，（G）在靶象限的时间。注：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001与野生型组小鼠比较#与Mod组小鼠比较，p<0.05，##p<0.01，###p<0.001。采用单因素方差分析和Dunnett事后检验分析各组间的差异。所有值都显示为平均值±SEM（n=15）。

CDPs治疗可恢复D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠肠道微生物组成。(A-E)WT、MOD和CDPS(CH、CM和CL)组小鼠粪便中肠道菌群的α多样性指数。(F-H)β多样性指数显示WT组、MOD组、CH组、CM组和CL组小鼠肠道微生物种类存在差异。(I)WT组、MOD组、CH组、CM组和CL组小鼠肠道菌群TOP10的相对丰度。(J)WT组、Mod组、CH组、CM组和CL组小鼠肠道微生物前100个属。(K)热图显示WT组、MOD组、CH组、CM组和CL组小鼠肠道微生物区系有不同程度的富集。注：*P<0.001，**P<0.01，***P<0.001；#P<0.001，##P<0.01，###P<0.001。所有数值均显示为均值±标准差(n=15)。

CDPs治疗调节D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠的促炎和抗炎细胞因子以及氧化应激相关因子的循环水平。ELISA检测结果显示WT、MOD和CDPS(CH、CM和CL)组小鼠血清中(A)TNF-α、(B)IL-2、(C)IL-4、(D)IL-10、(E)SOD和(F)MDA水平。注：*P<0.001，**P<0.01，***P<0.001；#P<0.001，##P<0.01，###P<0.001。数据分析采用单因素方差分析，然后进行Dunnett‘s后检验。所有数值均以均值±SEM表示(n=15)。

该研究观察到长时间给予小鼠D-半乳糖会导致认知能力下降、肠道微生物失调、外周炎症和氧化应激。在这个与年龄相关的认知能力下降模型中，肉苁蓉多糖（CDPS）通过恢复肠道微生物稳态，从而减轻氧化应激和外周炎症，从而改善D-半乳糖治疗小鼠的认知功能。CDPS对这些衰老模型小鼠的有益作用可通过抗生素或环磷酰胺的免疫抑制来消除。血清代谢组学分析显示，衰老模型小鼠的肌酐、缬氨酸、L-蛋氨酸、邻甲苯胺酮、N-乙基苯胺、尿酸和脯氨酸水平均发生改变，但CDPS可使其恢复。

认知功能的渐进性下降是衰老的一个特征。先前的研究表明，CDPs治疗显著改善了衰老模型小鼠的学习和记忆。这项研究证明了CDPs治疗通过恢复D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠的肠道微生物稳态来抑制外周炎症和氧化应激，从而改善认知功能。

CDPS通过恢复D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠肠道微生物-脑轴的稳态来减轻认知功能衰退。

喂食肉苁蓉多糖的Sprague-Dawley大鼠表现出促进有益肠道细菌的生长和增强肠道微生物多样性。肉苁蓉中性多糖CDA-0.05对益生菌乳杆菌的生长有促进作用。这些数据表明肉苁蓉多糖改善了肠道细菌的动态平衡。

该研究发现，在D-半乳糖诱导的小鼠衰老模型中，CDPS通过恢复肠道菌群-脑轴的稳态来改善认知功能，从而减轻氨基酸失衡、外周炎症和氧化应激。因此，CDPS对记忆和学习障碍患者，尤其是与肠道微生物失调相关的患者显示出治疗潜力。

原文出处

Gao Y, Li B, Liu H, et al. Cistanche deserticola polysaccharides alleviate cognitive decline in aging model mice by restoring the gut microbiota-brain axis. Aging (Albany NY). 2021;13(11):15320-15335. doi:10.18632/aging.203090