中國農業(yè)大學馬云飛團隊于《Nature communication》發(fā)表了一篇名為“Neuropeptide SP protects against colitis and linkedanxiety-like behavior through the putative roles ofgut microbiota and metabolite inositol”的文章。其研究旨在系統(tǒng)評估神經肽 P 物質（SP）對 DSS 誘導的小鼠結腸炎及其相關焦慮樣行為是否具有保護作用，并進一步在 TNBS 結腸炎模型中驗證其有效性；同時闡明 SP 的保護作用是否依賴腸道菌群，以明確菌群在該過程中的關鍵地位。在此基礎上，篩選并驗證 SP 調控腸道菌群后產生的關鍵代謝物，確定介導腸–腦信號傳遞的核心分子，并解析 SP 通過菌群–代謝物途徑影響海馬小膠質細胞與星形膠質細胞的具體信號通路，從而揭示腸–腦軸的分子機制，最終為炎癥性腸�。↖BD）合并焦慮等精神共病提供新的治療靶點與干預策略。

01、研究方法
1 動物模型與分組處理
構建 DSS 誘導的急性結腸炎小鼠模型，設置正常對照組、模型組、模型聯(lián)合物質 P 干預組以及單純物質 P 處理組。同時建立 TNBS 誘導的克羅恩病樣結腸炎模型，設置空白對照、模型對照以及不同劑量物質 P 干預組。通過混合抗生素清除小鼠腸道菌群，再進行 DSS 造模與物質 P 干預，開展菌群耗竭實驗；分別將正常小鼠、模型小鼠及模型聯(lián)合物質 P 干預小鼠的糞便移植至經抗生素預處理的受體小鼠體內，完成糞菌移植實驗；此外，通過外源性肌醇干預及肌醇合成抑制劑阻斷試驗，進一步驗證關鍵代謝物的功能作用。

2 腸道損傷評價方法
試驗期間每日記錄小鼠疾病活動指數(shù)與體重變化，試驗結束后檢測結腸長度以評估腸道大體損傷。通過組織病理學染色觀察腸道組織形態(tài)，借助透射電鏡分析腸道超微結構改變；采用免疫熒光技術檢測腸道黏液屏障及上皮連接相關蛋白表達，同時測定血清熒光標記葡聚糖含量評估腸道通透性，并檢測髓過氧化物酶活性與炎癥因子水平，綜合評價腸道炎癥及屏障損傷程度。

3 行為學評價方法
運用曠場實驗、高架十字迷宮、高架零迷宮及明暗箱實驗等多種行為學范式，系統(tǒng)評估小鼠的焦慮樣行為表現(xiàn)；待腸道炎癥消退后重復開展行為學檢測，以排除炎癥本身引發(fā)的軀體不適對行為學結果的干擾。

4 海馬損傷與神經炎癥檢測
通過組織染色觀察海馬神經元形態(tài)及損傷情況，采用免疫熒光及免疫組化技術檢測海馬區(qū)小膠質細胞與星形膠質細胞的活化水平；結合多重細胞因子檢測、實時熒光定量 PCR 及蛋白免疫印跡技術，分析海馬組織炎癥因子表達及相關信號通路蛋白水平，探究海馬區(qū)域神經炎癥與損傷特征。

5 組學與分子機制檢測
利用 16S rRNA 高通量測序分析腸道菌群的多樣性及群落組成，通過非靶向代謝組學篩選并鑒定菌群相關差異代謝物；分別對海馬組織及流式分選后的小膠質細胞、星形膠質細胞進行轉錄組測序，分析關鍵信號通路的表達變化；采用雙標免疫熒光技術定位相關通路蛋白及受體在膠質細胞中的表達分布；并通過小膠質細胞與星形膠質細胞體外培養(yǎng)模型，驗證關鍵代謝物的生物學功能。

6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用單因素及雙因素方差分析、Tukey 多重比較檢驗，結合主坐標分析、置換多元方差分析、基因集富集分析及 Spearman 相關性分析等方法進行處理與解析。

02、研究內容
1 SP 可顯著改善 DSS 誘導的結腸炎與焦慮樣行為
SP 干預可明顯降低結腸炎小鼠 DAI 評分、減輕體重下降、恢復結腸長度。組織學顯示 SP 能改善結腸黏膜損傷、隱窩丟失與炎癥細胞浸潤，透射電鏡結果表明 SP 修復結腸上皮微絨毛與細胞間隙結構。AB‑PAS 與免疫熒光證實 SP 恢復杯狀細胞數(shù)量與 MUC2 分泌，降低腸道通透性，減少結腸促炎因子水平。

行為學結果顯示，DSS 模型小鼠出現(xiàn)顯著焦慮樣表現(xiàn)，而 SP 可顯著逆轉曠場、高架十字迷宮、高架零迷宮、明暗箱中的焦慮行為。在腸道炎癥消退后，焦慮行為仍持續(xù)存在，SP 依然可發(fā)揮抗焦慮作用，證明其效果不依賴急性炎癥緩解。

圖1 SP能緩解DSS誘導小鼠的結腸炎癥和焦慮樣行為

2 SP 減輕海馬損傷與神經炎癥，調控小膠質 / 星形膠質細胞
DSS 導致海馬神經元出現(xiàn)核固縮、細胞丟失等病理損傷，尼氏小體大量減少，SP 可顯著改善上述損傷。同時 DSS 引起海馬促炎因子升高、抗炎因子降低，誘發(fā)強烈神經炎癥。

免疫熒光顯示，DSS 使海馬小膠質細胞大量激活，星形膠質細胞數(shù)量明顯下降；SP 可抑制小膠質細胞活化，減少 M1 型標記物 iNOS 表達，并阻止星形膠質細胞丟失，提高 GFAP 水平。說明 SP 通過維持海馬膠質細胞穩(wěn)態(tài)發(fā)揮神經保護作用。

圖2 SP能減輕DSS誘導小鼠的海馬損傷和神經炎癥

3 SP 無法透過血腦屏障，而是重塑腸道菌群結構
ELISA 與 qPCR 證實，外源性 SP不能有效穿過血腦屏障進入海馬，提示其腦保護作用來自外周途徑。

16S 測序顯示，SP 不改變菌群 α 多樣性，但顯著重塑 β 多樣性結構。在門水平，SP 提高厚壁菌門豐度，降低擬桿菌門與變形桿菌門異常升高；在科與屬水平，SP 提高毛螺菌科、Muribaculaceae 等有益菌豐度，降低擬桿菌屬、大腸志賀菌屬等有害菌豐度。PICRUSt2 預測顯示 SP 恢復菌群代謝功能，顯著上調肌醇磷酸代謝通路。

圖3 SP能改善腸道微生物菌群失調

4 SP 的保護作用完全依賴腸道菌群
抗生素清除菌群后，SP 對結腸炎的改善作用幾乎完全消失，體重、DAI、結腸長度、組織病理、杯狀細胞丟失等均無法被 SP 逆轉。同時行為學結果顯示，菌群耗竭后 SP 不再具有抗焦慮效果。

糞菌移植實驗證實，移植 DSS+SP 供體糞便可顯著改善受體鼠的結腸炎、腸道屏障損傷與結腸炎癥；同時改善焦慮樣行為，減輕海馬病理損傷，抑制小膠質細胞 M1 極化、恢復星形膠質細胞數(shù)量。受體鼠菌群結構也向正常狀態(tài)恢復，證明腸道菌群介導 SP 的腸與腦保護作用。

圖4 SP以腸道微生物群依賴的方式保護DSS引起的腸道損傷和類焦慮障礙
 

圖5 FMT實驗顯示，SP通過調節(jié)腸道微生物群，減輕了DSS引起的結腸炎和焦慮樣行為

5 SP 通過菌群調控海馬NF‑κB 與 GABAergic/Ca²⁺信號通路
糞菌移植后的海馬轉錄組顯示，DSS‑FMT 顯著激活NF‑κB 通路，而 SP‑FMT 可抑制該通路。分子驗證顯示，SP 通過菌群降低小膠質細胞 p‑p65、p‑IKBα 水平，抑制神經炎癥核心通路。

同時 SP‑FMT 顯著激活神經活性配體–受體互作與Ca²⁺信號通路，提高 GABA 合成關鍵酶、GABAA/GABAB 受體與 CaMKII 的表達。雙標免疫熒光證實，SP 通過菌群抑制小膠質細胞內 p‑IKBα，增強星形膠質細胞 GABA 受體與 CaMKII 信號。流式分選細胞轉錄組進一步確認：SP 通過菌群抑制小膠質細胞 NF‑κB、增強星形膠質細胞 GABAergic/Ca²⁺。

圖6 SP通過調節(jié)腸道微生物群影響海馬體的基因表達²⁺信號通路

6 SP 提高菌群代謝物肌醇，肌醇可模擬 SP 全部保護效應
非靶向代謝組學顯示，SP 顯著提高結腸內容物中肌醇水平，為最顯著上調的代謝物，且富集于肌醇磷酸代謝通路。

直接補充肌醇可重現(xiàn) SP 的全部效果：改善 DSS 結腸炎、修復腸道上皮、降低炎癥；逆轉焦慮樣行為；減輕海馬病理與神經炎癥；抑制小膠質細胞活化、恢復星形膠質細胞數(shù)量；提高海馬 GABA 含量與 GABA 受體、GAT1 表達。證明肌醇是 SP 發(fā)揮作用的關鍵下游代謝物。

圖7 SP增強腸道微生物群來源代謝物肌醇的富集
 

圖8 腸道代謝物肌醇介導SP對DSS誘導小鼠結腸炎和焦慮樣行為的保護作用

7 阻斷肌醇合成可完全逆轉SP 的神經保護與抗焦慮作用
使用肌醇合成抑制劑 L‑690330 后，SP 對焦慮樣行為的改善作用消失，海馬神經元損傷與尼氏小體丟失重新出現(xiàn)。FMT‑SP 可提高血清與海馬肌醇含量，體外實驗證實肌醇可抑制 LPS 誘導的小膠質細胞炎癥，并在星形膠質細胞中激活 GABAergic/Ca²⁺信號。證明肌醇是 SP 發(fā)揮神經保護與抗焦慮作用的必需分子。

圖9 肌醇在SP對抗DSS誘導小鼠焦慮類行為的作用中起關鍵作用

03、創(chuàng)新點
首次揭示 SP 通過微生物–腸–腦軸發(fā)揮雙重保護作用：打破傳統(tǒng)認為 SP 主要促炎的認知，證實外源性 SP 可同時改善 IBD 腸道損傷與焦慮樣行為，且作用不依賴直接入腦。

明確腸道菌群是 SP 發(fā)揮作用的必需環(huán)節(jié)：通過抗生素耗竭與糞菌移植嚴格證明，SP 的腸保護與神經保護作用完全依賴腸道菌群，為神經肽調控菌群提供直接證據(jù)。

發(fā)現(xiàn)肌醇是介導 SP 腸–腦信號的關鍵代謝物：首次鑒定菌群來源的肌醇作為核心效應分子，可模擬 SP 全部功能，抑制肌醇則阻斷 SP 作用，填補菌群代謝物介導 IBD 相關焦慮的機制空白。

04、啟發(fā)
重新認識神經肽的雙重功能：同一分子在不同劑量、來源、疾病階段可發(fā)揮相反作用，研究中應區(qū)分內源性與外源性效應，避免單一功能定性。

腸–腦軸研究應重視 “菌群–代謝物” 核心環(huán)節(jié)：很多神經、精神、代謝藥物可能通過腸道菌群起效，機制研究必須納入菌群與代謝物驗證。

膠質細胞是情緒調控的關鍵靶點：焦慮研究不應只關注神經元，小膠質細胞炎癥與星形膠質細胞功能異常是重要突破口。

參考文獻：Lan J, Wang J, Huang S, Li C, Deng Z, Hao Z, Ma Y. Neuropeptide SP protects against colitis and linked anxiety-like behavior through the putative roles of gut microbiota and metabolite inositol. Nat Commun. 2026 Jan 8;17(1):295. doi: 10.1038/s41467-025-67904-0IF: 15.7 Q1 . PMID: 41507168; PMCID: PMC12789692.

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