- Articles Online
- About Journal
- For Authors
- 个人中心
- 退出登录
浏览全部资源
扫码关注微信
- Articles Online
- Online First
- Current issue
- Archive
- Collections
- Special Issues
- About Journal
- About the Journal
- Editorial Board
- Awards
- Inclusion
- Subscriptions
- For Authors
- Editorial Policy
- Manuscript Review
- Ethical Review
- Interest Conflict
- Data Sharing
- Contact Us
- Interest Conflict
- Charge and Payments
- Data Sharing
Mechanism of Yiqi Jiedu Formula Against Ischemic Stroke Based on Microbial-gut-brain Axis
增强出版- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 30, Issue 6, Pages: 91-100(2024)
- 作者机构：
1.中国中医科学院 中药研究所，北京 100700
2.安徽中医药大学，合肥 230000
3.长沙卫生职业学院，长沙 410100
4.北京城市学院，北京 100083
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20231817
CLC： R284;R285;R289;R287;R22;R2-031;R33;R24Received：01 November 2023，
Published Online：27 December 2023，
Published：20 March 2024
- 稿件说明：
移动端阅览
杨家霖,蔡冰洁,戴玉豪等.基于微生物-脑-肠轴探讨益气解毒方抗缺血性脑卒中作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(06):91-100.
YANG Jialin,CAI Bingjie,DAI Yuhao,et al.Mechanism of Yiqi Jiedu Formula Against Ischemic Stroke Based on Microbial-gut-brain Axis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(06):91-100.
杨家霖,蔡冰洁,戴玉豪等.基于微生物-脑-肠轴探讨益气解毒方抗缺血性脑卒中作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(06):91-100. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231817.
YANG Jialin,CAI Bingjie,DAI Yuhao,et al.Mechanism of Yiqi Jiedu Formula Against Ischemic Stroke Based on Microbial-gut-brain Axis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(06):91-100. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231817.
摘要
目的
2
从微生物-脑-肠轴（MGBA）角度探讨益气解毒方（YQ）治疗缺血性脑卒中（IS）的可能作用机制。
方法
2
将大鼠随机分为5组，每组6只，分别为假手术组、模型组、YQ低、中、高剂量组（1、5、25 mg
˙
kg
-1
），除假手术组外，其余各组采用线栓法建立大鼠大脑中动脉阻塞（MCAO）模型。首先采用神经行为学评分判断是否建模成功并对YQ的缺血性脑卒中保护作用进行评价，再通过16S rDNA测序技术比较大鼠MCAO造模前后及YQ给药后肠道菌群的变化，并分析该方作用可能相关的生物学通路。最后通过酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测血清中炎症因子白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-17A（IL-17A）和白细胞介素-10（IL-10）的表达，通过蛋白免疫印迹法（Western blot）检测紧密连接蛋白ZO-1和Occludin在脑和肠组织中的表达，苏木素-伊红（HE）染色观察脑皮层区和结肠的病理变化，对可能的作用机制进行验证。
结果
2
YQ显著提高了MCAO大鼠的神经行为学评分（
P<
0.01），对在急性期由于富集病原体和机会致病菌引发的肠道微生物紊乱起到了较好调节作用，其中显著变化的微生物包括摩根氏菌属、埃希氏-志贺氏菌属、
Adlercreutzia
和安德克氏菌属等，并通过生物信息学分析发现这些菌可能与脑内炎症调节密切相关。与假手术组比较，血清中炎症因子检测发现IS模型大鼠血清中炎症因子IL-6与IL-17A显著升高（
P<
0.01），抑炎因子IL-10的含量显著降低（
P<
0.01）；与模型组比较，给药组血清中炎症因子IL-6与IL-17A的含量明显降低（
P<
0.05），抑炎因子IL-10的含量显著增加（
P<
0.01）。屏障蛋白ZO-1和Occludin的表达结果表明IS模型大鼠在脑、结肠组织中两者的表达量均明显降低（
P<
0.05），给药组两者的表达量均明显增加（
P<
0.05）。
结论
2
急性脑缺血可导致肠道微生物群失调，破坏肠道屏障，增加肠道通透性。YQ可调节脑缺血引起的肠道菌群失调、抑制全身炎症反应和改善肠道-血脑屏障的破坏，阻止脑组织因炎症导致的继发性级联损伤。微生物-脑-肠轴可能是其发挥抗缺血性脑卒中作用的重要机制。
Abstract
Objective
2
To explore the possible mechanism of the Yiqi Jiedu formula （YQ） in treating ischemic stroke （IS） from the perspective of the microbial-gut-brain axis （MGBA）.
Method
2
Rats were randomly divided into five groups， with six in each group， including sham surgery group， model group， and low， medium， and high dose YQ groups （1， 5， and 25 mg·kg
-1
）. Except for the sham surgery group， all other groups were established with a middle cerebral artery occlusion （MCAO） model using the thread occlusion method. The success of modeling was determined through neurobehavioral scoring， and the protective effect of YQ on IS was evaluated. Then， the changes in gut microbiota before and after MCAO modeling and YQ administration were compared using 16S rDNA sequencing technology， and the possible biological pathways related to the effect of this formula were analyzed. The expression of inflammatory factors such as interleukin-6 （IL-6）， interleukin-17A （IL-17A）， and interleukin-10 （IL-10） in serum was detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Western blot was used to detect the expression of tight junction proteins ZO-1 and Occludin in brain and intestinal tissue， and hematoxylin-eosin staining （HE） was used to observe pathological changes in the cerebral cortex and colon， so as to validate the possible mechanism of action.
Result
2
YQ significantly improved the neurobehavioral score of MCAO rats （
P
<
0.01） and played a good regulatory role in intestinal microbial disorders caused by enriched pathogens and opportunistic pathogens during the acute phase. Among them， significantly changed microorganisms include
Morgentia
，
Escherichia Shigella
，
Adlercreutzia
， and
Androbacter
. Bioinformatics analysis found that these bacteria may be related to the regulation of inflammation in the brain. Compared with the blank group， the detection of inflammatory factors in the serum of IS model rats showed an increase in inflammatory factors IL-6 and IL-17A （
P
<
0.01） and a decrease in the content of anti-inflammatory factor IL-10 （
P
<
0.01）. Compared with the model group， the content of inflammatory factors IL-6 and IL-17A in the serum of the treatment group decreased （
P
<
0.05）， and that of anti-inflammatory factor IL-10 increased （
P
<
0.01）. The expression results of barrier proteins ZO-1 and Occludin in brain and intestinal tissue showed that the expression levels of both decreased in IS model rats （
P<
0.05）， while the expression levels of both increased in the treatment group （
P<
0.05）.
Conclusion
2
Acute cerebral ischemia can lead to an imbalance of intestinal microbiota and damage to the intestinal barrier， and it can increase intestinal permeability. YQ can regulate intestinal microbiota imbalance caused by ischemia， inhibit systemic inflammatory response， and improve the disruption of the gut-blood brain barrier， preventing secondary cascade damage to brain tissue caused by inflammation. The MGBA may be an important mechanism against the IS.
关键词
Keywords
references
FEIGIN V L ， KRISHNAMURTHI R V ， PARMAR P ， et al . Update on the global burden of ischemic and hemorrhagic stroke in 1990-2013： The GBD 2013 study ［J］. Neuroepidemiology ， 2015 ， 45 （ 3 ）： 161 - 176 .
COLLABORATORS GBDS . Global， regional， and national burden of stroke and its risk factors， 1990-2019： A systematic analysis for the global burden of disease study 2019 ［J］. Lancet Neurol ， 2021 ， 20 （ 10 ）： 795 - 820
SHI K ， TIAN D C ， LI Z G ， et al . Global brain inflammation in stroke ［J］. Lancet Neurol ， 2019 ， 18 （ 11 ）： 1058 - 1066 .
RAWLINSON C ， JENKINS S ， THEI L ， et al . Post-ischaemic immunological response in the brain： Targeting microglia in ischaemic stroke therapy ［J］. Brain Sci ， 2020 ， 10 （ 3 ）： 159 .
樊泽新 ， 刘广志 . 缺血性卒中免疫学研究进展 ［J］. 中国现代神经疾病杂志 ， 2022 ， 22 （ 1 ）： 46 - 53 .
IADECOLA C ， ANRATHER J . The immunology of stroke： From mechanisms to translation ［J］. Nat Med ， 2011 ， 17 （ 7 ）： 796 - 808 .
MALONE K ， AMU S ， MOORE A C ， et al . Immunomodulatory therapeutic strategies in stroke ［J］. Front Pharmacol ， 2019 ， 10 ： 630 .
BERG R D . The indigenous gastrointestinal microflora ［J］. Trends Microbiol ， 1996 ， 4 （ 11 ）： 430 - 435 .
FUHLER G M ， HECHT G A . 2019 Gut microbiota for health world summit ［J］. Gastroenterology ， 2020 ， 158 （ 1 ）： 28 - 31 .
HONARPISHEH P ， BRYAN R M ， MCCULLOUGH L D . Aging microbiota-gut-brain axis in stroke risk and outcome ［J］. Circ Res ， 2022 ， 130 （ 8 ）： 1112 - 1144 .
LYTE M . Microbial endocrinology and the microbiota-gut-brain axis ［J］. Adv Exp Med Biol ， 2014 ， 817 ： 3 - 24 .
BROWN D G ， SOTO R ， YANDAMURI S ， et al . The microbiota protects from viral-induced neurologic damage through microglia-intrinsic TLR signaling ［J］. Elife ， 2019 ， 8 ： e47117 .
王义翠 ， 林华忠 ， 刘延鑫 ， 等 . 肠道菌群调节与中医药治疗脑卒中关系的研究进展 ［J］. 中国微生态学杂志 ， 2023 ， 35 （ 9 ）： 1112 - 1116， 封 3 .
范春江 ， 刘庭玉 ， 李刚 ， 等 . 肠内营养对缺血性脑卒中患者肠道菌群的影响 ［J］. 中国康复理论与实践 ， 2019 ， 25 （ 7 ）： 822 - 827 .
LEE G R . The balance of Th17 versus Treg cells in autoimmunity ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 3 ）： 730 .
CHENG H ， GUAN X ， CHEN D ， et al . The Th17/Treg cell balance： A gut microbiota-modulated story ［J］. Microorganisms ， 2019 ， 7 （ 12 ）： 583 .
GELDERBLOM M ， WEYMAR A ， BERNREUTHER C ， et al . Neutralization of the IL-17 axis diminishes neutrophil invasion and protects from ischemic stroke ［J］. Blood ， 2012 ， 120 （ 18 ）： 3793 - 3802 .
HUPPERT J ， CLOSHEN D ， CROXFORD A ， et al . Cellular mechanisms of IL-17-induced blood-brain barrier disruption ［J］. FASEB J ， 2010 ， 24 （ 4 ）： 1023 - 1034 .
MORETTI R ， PANSIOT J ， BETTATI D ， et al . Blood-brain barrier dysfunction in disorders of the developing brain ［J］. Front Neurosci ， 2015 ， 9 ： 40 .
UYAMA N ， TSUTSUI H ， WU S ， et al . Anti-interleukin-6 receptor antibody treatment ameliorates postoperative adhesion formation ［J］. Sci Rep ， 2019 ， 9 （ 1 ）： 17558 .
YAO H ， ZHANG Y ， SHU H ， et al . Hyperforin promotes post-stroke neuroangiogenesis via astrocytic IL-6-mediated negative immune regulation in the ischemic brain ［J］. Front Cell Neurosci ， 2019 ， 13 ： 201 .
ZIMMERMANN M ， AGUILERA F B ， CASTELLUCCI M ， et al . Chromatin remodelling and autocrine TNF- α are required for optimal interleukin-6 expression in activated human neutrophils ［J］. Nat Commun ， 2015 ， 6 ： 6061 .
SHARMA S ， YANG B ， XI X ， et al . IL-10 directly protects cortical neurons by activating PI3 kinase and STAT3 pathways ［J］. Brain Res ， 2011 ， 1373 ： 189 - 194 .
OLESZYCKA E ， MCCLUSKEY S ， SHARP F A ， et al . The vaccine adjuvant alum promotes IL-10 production that suppresses Th1 responses ［J］. Eur J Immunol ， 2018 ， 48 （ 4 ）： 705 - 715 .
李澎涛 ， 王永炎 ， 黄启福 . “毒损脑络”病机假说的形成及其理论与实践意义 ［J］. 北京中医药大学学报 ， 2001 ， 24 （ 1 ）： 1 - 6，16 .
LI S ， WU C ， CHEN J ， et al . An effective solution to discover synergistic drugs for anti-cerebral ischemia from traditional Chinese medicinal formulae ［J］. PLoS One ， 2013 ， 8 （ 11 ）： e78902 .
叶紫梦玮 ， 徐冰蕊 ， 赵祎 ， 等 . 人参皂苷Rb 1 、小檗碱及其联合应用对肥胖小鼠肠道菌群的影响 ［J］. 北京中医药大学学报 ， 2023 ， 46 （ 11 ）： 1541 - 1553 .
LONGA E Z ， WEINSTEIN P R ， CARLSON S ， et al . Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats ［J］. Stroke ， 1989 ， 20 （ 1 ）： 84 - 91 .
CHEN S ， ZHOU Y ， CHEN Y ， et al . Fastp： An ultra-fast all-in-one FASTQ preprocessor ［J］. Bioinformatics ， 2018 ， 34 （ 17 ）： i884 - i890 .
MAGOČ T ， SALZBERG S L . FLASH： Fast length adjustment of short reads to improve genome assemblies ［J］. Bioinformatics ， 2011 ， 27 （ 21 ）： 2957 - 2963 .
EDGAR R C . UPARSE： Highly accurate OTU sequences from microbial amplicon reads ［J］. Nat Methods ， 2013 ， 10 （ 10 ）： 996 - 998 .
STACKEBRANDT E ， GOEBEL B M . Taxonomic note：A place for DNA-DNA reassociation and 16S rRNA sequence analysis in the present species definition in bacteriology ［J］. Int J Syst Bacteriol ， 1994 ， 44 （ 4 ）： 846 - 849 .
WANG Q ， GARRITY G M ， TIEDJE J M ， et al . Naive bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy ［J］. Appl Environ Microbiol ， 2007 ， 73 （ 16 ）： 5261 - 5267 .
WILLIS A D . Rarefaction， alpha diversity， and statistics ［J］. Front Microbiol ， 2019 ， 10 ： 2407 .
GAIL M H ， WAN Y ， SHI J . Power of microbiome beta-diversity analyses based on standard reference samples ［J］. Am J Epidemiol ， 2021 ， 190 （ 3 ）： 439 - 447 .
文丽梅 ， 李韶菁 ， 吴传鸿 ， 等 . 益气解毒方对局灶性脑缺血大鼠线粒体损伤的保护作用 ［J］. 北京中医药大学学报 ， 2014 ， 37 （ 3 ）： 175 - 179 .
YAÑEZ C M ， HERNÁNDEZ A M ， SANDOVAL A M ， et al . Prevalence of Blastocystis and its association with Firmicutes/Bacteroidetes ratio in clinically healthy and metabolically ill subjects ［J］. BMC Microbiol ， 2021 ， 21 （ 1 ）： 339 .
SHI N ， LI N ， DUAN X ， et al . Interaction between the gut microbiome and mucosal immune system ［J］. Mil Med Res ， 2017 ， 4 ： 14 .
GWAK M G ， CHANG S Y . Gut-brain connection： Microbiome， gut barrier， and environmental sensors ［J］. Immune Netw ， 2021 ， 21 （ 3 ）： e20 .
HAANING N ， DAMSGAARD E M ， MOOS T . The blood-brain barrier in ageing persons ［J］. Ugeskr Laeger ， 2018 ， 180 （ 13 ）： V08170576 .
GAO X ， MIAO R ， TAO Y ， et al . Effect of montmorillonite powder on intestinal mucosal barrier in children with abdominal henoch-schonlein purpura： A randomized controlled study ［J］. Medicine （Baltimore） ， 2018 ， 97 （ 39 ）： e12577 .
ASSIMAKOPOULOS S F ， PAPAGEORGIOU I ， CHARONIS A . Enterocytes' tight junctions： From molecules to diseases ［J］. World J Gastrointest Pathophysiol ， 2011 ， 2 （ 6 ）： 123 - 137 .
OTANI T ， FURUSE M . Tight junction structure and function revisited ［J］. Trends Cell Biol ， 2020 ， 30 （ 12 ）： 1014 .
YANG X ， XU C ， YAO F ， et al . Targeting endothelial tight junctions to predict and protect thoracic aortic aneurysm and dissection ［J］. Eur Heart J ， 2023 ， 44 （ 14 ）： 1248 - 1261 .
YU T X ， WANG P Y ， RAO J N ， et al . Chk2-dependent HuR phosphorylation regulates occludin mRNA translation and epithelial barrier function ［J］. Nucleic Acids Res ， 2011 ， 39 （ 19 ）： 8472 - 8487 .
ALLAM-NDOUL B ， CASTONGUAY-PARADIS S ， VEILLEUX A . Gut microbiota and intestinal trans-epithelial permeability ［J］. Int J Mol Sci ， 2020 ， 21 （ 17 ）： 6402 .
XU K ， GAO X ， XIA G ， et al . Rapid gut dysbiosis induced by stroke exacerbates brain infarction in turn ［J］. Gut ， 2021 ：gutjnl-2020-323263 ［pii］.
李硕 ， 杨晓玲 ， 刘书斌 ， 等 . 益气活血通便方对慢传输型便秘大鼠的治疗作用及机制 ［J］. 中国实验方剂学杂志 ， 2023 ， 29 （ 23 ）： 16 - 27 .
刘双芳 ， 金华 ， 凌必时 ， 等 . 镇肝熄风汤对自发性高血压大鼠血压及粪便菌群的影响 ［J］. 中国实验方剂学杂志 ， 2024 ， doi： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231617 http://dx.doi.org/10.13422/j.cnki.syfjx.20231617 .
ERLANGER D ， ASSOUS M V ， WIENER-WELL Y ， et al . Clinical manifestations， risk factors and prognosis of patients with Morganella morganii sepsis ［J］. J Microbiol Immunol Infect ， 2019 ， 52 （ 3 ）： 443 - 448 .
XU B ， YAN Y ， HUANG J ， et al . Cortex Phellodendri extract's anti-diarrhea effect in mice related to its modification of gut microbiota ［J］. Biomed Pharmacother ， 2020 ， 123 ： 109720 .
FAN L ， QI Y ， QU S ， et al . B. adolescentis ameliorates chronic colitis by regulating Treg/Th2 response and gut microbiota remodeling ［J］. Gut Microbes ， 2021 ， 13 （ 1 ）： 1 - 17 .
BARANDOUZI Z A ， STARKWEATHER A R ， HENDERSON W A ， et al . Altered composition of gut microbiota in depression： A systematic review ［J］. Front Psychiatry ， 2020 ， 11 ： 541 .
CATTANEO A ， CATTANE N ， GALLUZZI S ， et al . Association of brain amyloidosis with pro-inflammatory gut bacterial taxa and peripheral inflammation markers in cognitively impaired elderly ［J］. Neurobiol Aging ， 2017 ， 49 ： 60 - 68 .
ZHANG W T ， NIU J Y ， HE C . Associations of OSAHS complicated by cerebral infarction with intestinal flora， inflammatory factors， homocysteine and adiponectin expression ［J］. Eur Rev Med Pharmacol Sci ， 2020 ， 24 （ 24 ）： 12993 - 12999 .
SINGH V ， ROTH S ， LLOVERA G ， et al . Microbiota dysbiosis controls the neuroinflammatory response after stroke ［J］. J Neurosci ， 2016 ， 36 （ 28 ）： 7428 - 7440 .
LEE G R . The balance of Th17 versus treg cells in autoimmunity ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 3 ）： 730 .
CHENG H ， GUAN X ， CHEN D ， et al . The Th17/Treg cell balance： A gut microbiota-modulated story ［J］. Microorganisms ， 2019 ， 7 （ 12 ）： 583 .
0
Views
81
下载量
1
CSCD
- H-PDFDownload
- L-PDFDownload
- BibTeXDownload
- EndnoteDownload
- RefMan Download
- NoteExpressDownload
- NoteFirstDownload
Publicity Resources
Related Articles
Related Author
Related Institution
AI脑图
AI问答- Postal code：100700
- Tel：010-84076882 Email：syfjx_2010@188.com
- Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备11006657号-10
京公网安备11010802024621 - It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
- Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
