Schizophrenia Bulletin：益生元通过调节肠道菌群改善精神分裂症模型小鼠的认知与胃肠功能

精神分裂症是一种以幻觉、动机缺乏等阳性/阴性症状及认知缺陷为核心表现的严重精神障碍，现有药物对认知功能障碍的疗效有限。近年研究发现，肠道菌群失调可能与精神分裂症发病机制相关，而代谢型谷氨酸受体5敲除（mGlu5 KO）小鼠模型不仅表现出类似精神分裂症的行为表型，还存在肠道菌群紊乱。本研究假设，临床常用的益生元组合（低聚果糖FOS与低聚半乳糖GOS）可通过重塑肠道微生态，改善mGlu5 KO小鼠的认知与胃肠功能。

研究采用6-14周龄的雄性和雌性mGlu5 KO小鼠及野生型（WT）同窝对照，随机分为益生元干预组（每日0.3-0.4 g FOS/GOS混合溶液）或对照组（纯水），通过16S rRNA测序分析肠道菌群组成，结合行为学测试（自主活动、Y迷宫、恐惧条件反射等）和胃肠功能评估（肠道传输时间、粪便含水量等），系统探究益生元对菌群-肠-脑轴的影响。

图1：益生元对小鼠体重、食物和液体摄入量的影响

研究首先证实了mGlu5 KO小鼠存在显著的肠道菌群失调，且雄性小鼠的菌群代谢通路异常更为突出。益生元干预显著增加了双歧杆菌（Bifidobacterium）和阿克曼菌（Akkermansia）等有益菌的丰度，同时降低了脱硫弧菌（Desulfovibrio）等潜在致病菌的比例。在代谢层面，益生元促进了戊糖磷酸途径和氨基酸生物合成通路（如L-甲硫氨酸和L-丙氨酸），抑制了糖酵解途径，提示菌群能量代谢向NADPH生成方向转变。行为学结果显示，雄性mGlu5 KO小鼠表现出明显的活动过度和认知缺陷，而益生元显著提升了Y迷宫测试中的新臂探索时间（p=0.04），改善了空间学习能力。胃肠功能方面，益生元缩短了肠道传输时间（雄性p=0.048），增加了粪便排出量，并显著增大了盲肠重量（雄性p=0.0003），表明肠道蠕动功能增强。值得注意的是，这些益生效应对雌性小鼠的影响较弱，提示干预效果存在性别差异。

图2：益生元对mGlu5 KO小鼠行为表型的影响

本研究表明，FOS/GOS益生元组合可通过重塑肠道菌群结构、优化代谢功能，部分逆转mGlu5 KO小鼠的认知障碍和胃肠功能障碍，尤其对雄性个体效果显著。这为精神分裂症的辅助治疗提供了新思路，其安全性和肠道靶向性具有临床转化潜力。未来需进一步探索菌群代谢产物（如短链脂肪酸）与神经功能的分子机制，并验证跨性别应用的可行性。

原始出处：

Gubert C, Kong G, Shadani S, et al. Prebiotics Rescue Gut Microbiome Dysregulation and Enhance Cognitive and Gastrointestinal Function in a Mouse Model of Schizophrenia. Schizophrenia Bulletin. 2025. https://doi.org/10.1093/schbul/sbaf056