中国农业大学马云飞团队：神经肽SP调控IBD相关焦虑(Nat Commun,IF15.7)
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2026-05-29
炎症性肠病（Inflammatory Bowel Disease，IBD）患者常常面对两类困扰：一类来自肠道本身，包括腹痛、腹泻、便血、肠黏膜损伤；另一类则来自“看不见”的精神心理层面，高达30%和25%患者分别伴发焦虑与抑郁，这些心理障碍不仅严重降低生活质量，还可能加剧肠道炎症的严重程度，构成了双向加重的恶性循环。越来越多研究提示，肠道炎症并不会局限在肠道局部。肠道菌群、微生物代谢物、免疫炎症信号和中枢神经系统之间存在复杂交流，这条连接肠道与大脑的通路，被称为“微生物群—肠—脑轴”。
2026年1月8日，中国农业大学马云飞团队在Nature Communications 发表论文，研究发现神经肽Substance P，简称SP，不仅能减轻小鼠结肠炎损伤，还能改善结肠炎相关的焦虑样行为。其关键机制与肠道菌群重塑、菌群来源代谢物肌醇升高、海马区小胶质细胞NF-κB炎症通路抑制，以及星形胶质细胞GABA能和Ca²⁺信号增强有关，为深入理解炎症性肠病（IBD）与精神心理障碍并存的“肠脑轴”机制，提供了新的干预思路。
DSS诱导小鼠结肠炎文献方法和结果
方法：
1.实验系统设计
表型验证：通过DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎模型，确认SP对肠道损伤和焦虑样行为的双重改善作用，并排除SP直接穿透血脑屏障的可能性。
菌群依赖性验证：通过抗生素耗竭实验和粪便微生物移植（FMT）实验，证实SP的保护作用完全依赖于肠道菌群，而非直接作用于中枢神经系统。
关键代谢物筛选：通过16S rRNA测序联合非靶向代谢组学，筛选出SP调控后变化最显著的菌群代谢物——肌醇（inositol），并通过外源性补充和抑制剂阻断实验验证其核心介导作用。
分子机制解析：通过海马体转录组测序及流式分选后的小胶质细胞/星形胶质细胞RNA-seq，揭示SP通过菌群-肌醇轴，抑制小胶质细胞NF-κB通路（抗神经炎症），同时激活星形胶质细胞GABA能/Ca²⁺信号通路（抗焦虑）的分子机制。
2.动物准备与分组
小鼠品系：选用6-8周龄的雄性C57BL/6J小鼠，在受控环境（12小时明暗循环，温度23±3℃，湿度40-70%）下饲养，可自由进食饮水。此外，为验证SP在克罗恩病模型中的普适性，部分实验采用TNBS诱导的结肠炎模型。
分组与干预：
DSS结肠炎模型：将小鼠分为CON组（正常对照）、DSS组（模型对照）、DSS+SP组（SP干预）。通过饮用水给予2.5-4% DSS诱导急性结肠炎，同时每日尾静脉注射SP（1 nmol/只）进行干预，连续7天。
SP直接作用验证：设置CON+SP组（正常小鼠单独注射SP），评估SP本身的安全性及对生理指标的直接影响。
菌群耗竭实验：使用抗生素鸡尾酒（氨苄西林、甲硝唑、万古霉素、新霉素、庆大霉素）经口灌胃处理小鼠14天，构建伪无菌小鼠模型，再按上述DSS+SP方案干预，以验证菌群的必要性。
粪便微生物移植（FMT）：将CON组、DSS组、DSS+SP组小鼠的粪便悬液灌胃给经抗生素预处理的受体小鼠，评估菌群移植后对结肠炎及焦虑行为的传递效应。
肌醇功能验证：在DSS处理期间，通过饮水给予2%肌醇补充，或在SP干预同时腹腔注射肌醇合成抑制剂L-690330，以验证肌醇的关键作用。
【注】在DSS治疗和恢复周期期间，每天记录体重、粪便硬度以及直肠或粪便中的出血情况。
结果：
破解肠脑对话的SP通路
研究团队建立了一个经典的结肠炎小鼠模型。在给予右旋葡聚糖硫酸钠（DSS）诱发肠道炎症的同时，通过静脉注射补充外源性SP。结果发现，SP不仅能有效减轻肠道屏障损伤、抑制结肠炎症，还能显著改善小鼠在开放场和高架十字迷宫等行为测试中的焦虑样表现。关键在于，SP并未直接进入大脑发挥作用。研究显示，血液中的SP并未显著改变大脑海马区的SP浓度。
菌群是SP起效的关键媒介
既然不是直接作用于脑，SP如何影响大脑？研究的证据链条指向了肠道菌群。通过16S rRNA测序分析，研究人员发现，SP治疗显著改变了结肠炎小鼠紊乱的肠道菌群构成。它提升了有益菌群如毛螺菌科（Lachnospiraceae）和拟杆菌科（Muribaculaceae）的相对丰度，同时抑制了有害的肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的扩张。为了验证菌群的重要性，团队采用了两种严谨的方法：清除菌群与移植菌群。
当使用抗生素混合物清除小鼠肠道菌群后，SP的保护作用几乎完全消失。反之，将经SP治疗的结肠炎小鼠的粪便菌群，移植给抗生素处理过的受体小鼠，也能显著改善后者的结肠炎症状与焦虑样行为。这直接证明了，肠道菌群的平衡与重构是SP发挥肠脑保护作用所必需的环节。
肌醇：菌群信使的关键分子
菌群如何将信号传递给大脑？关键在于其分泌的代谢物。研究人员对结肠内容物进行了非靶向代谢组学分析，发现在SP治疗后，多种代谢物发生改变，其中肌醇（inositol）的含量升高最为显著。进一步的干预实验显示，直接补充肌醇可以模拟SP的抗炎和抗焦虑效果，而使用肌醇合成抑制剂则会抵消SP的神经保护作用。
海马区内细胞的双向调节
SP和肌醇的信号最终如何影响大脑？通过对菌群移植后小鼠海马区的转录组和蛋白组学分析，研究揭示了精细的细胞机制。一方面，SP通过菌群和肌醇，抑制了小胶质细胞中促炎的NF-κB信号通路，减少了M1型（促炎型）小胶质细胞的活化，从而减轻神经炎症。另一方面，它还增强了星形胶质细胞中的GABA能信号传导及其下游的钙离子信号，这有助于恢复大脑的抑制性神经递质平衡，营造更稳定的情绪调控环境。
迈向未来的转化潜力
这项研究系统性地勾勒出了一条从外源性神经肽、到肠道菌群重塑、再到关键代谢产物、最终靶向大脑特定细胞通路的清晰路径。它不仅为理解肠脑轴机制提供了新证据，也为IBD及其精神共病的治疗提供了新的潜在靶点：SP本身、有益菌群或肌醇等代谢物，都有可能成为未来干预策略的重要组成部分。当然，从动物模型到临床应用仍有很长的路要走，但这一发现无疑为攻克肠脑共病这一复杂难题，点亮了一盏新的探路灯。
在相关研究中，可选用tyc234cc 太阳成集团Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS) 结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐MW:36000~50000（60316ES）进行小鼠结肠炎造模：
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货号 |
产品名称 |
规格 |
应用场景 |
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60751ES |
Azoxymethane 偶氮甲烷(AOM) |CAS 25843-45-2 |
1 mg/5 mg/10 mg （液体：135 mM in Water） |
与葡聚糖硫酸钠盐DSS 一起用于结直肠癌的小鼠模型创建。 |
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18820ES |
MolPure® Stool DNA Kit 粪便DNA提取试剂盒 |
5 T/50 T/200 T |
能高效获得优质的粪便DNA，有利于后续对肠道微生物的研究。 |
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18528ES |
MolPure® Mag48 Soil/Stool DNA Kit FA 磁珠法48孔土壤 /粪便DNA提取试剂盒FA（预封装） |
48 T |
磁珠法提取样本基因组DNA。 |
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18526ES |
MolPure®Mag Soil/Stool DNA Kit 磁珠法土壤/粪便DNA提取试剂盒 |
20 T/50 T/200 T |
磁珠法提取样本基因组DNA。 |
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60524ES |
Hematoxylin and Eosin Staining Kit 苏木素伊红(H&E)染色试剂盒 |
2×100 mL |
用于免疫组化中组织切片，血涂片，骨髓切片的染色。 |
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60403ES |
Urine Fecal Occult Blood Test Kit 尿粪隐血检测试剂盒(联苯胺法) |
100T |
对慢性消化道出血，如：消化性溃疡等的研究筛选均具有重要价值。 |
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60534ES |
AB-PAS染色液 |
6×50 mL/6×100 mL |
可鉴别同一组织中的中性黏蛋白和酸性黏蛋白。 |
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60316ES |
Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS) 结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐 MW:36000~50000 |
25 g/100 g/500 g/1000 g |
常被用于诱导结肠炎模型。 |
DSS结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐MW:36000~50000发表文献
（不完全统计）
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