Lacticaseibacillus rhamnosus GG：征服睡眠剥夺引发的肠道与神经炎症的超级益生菌

睡眠是人类健康不可或缺的一部分，其质量和充足性直接关系到心理和生理健康。然而，在现代社会中，睡眠剥夺（SD）已成为一个普遍存在的问题，影响了大量人群。SD与多种疾病密切相关，包括心血管疾病、糖尿病、中风以及早期死亡风险的增加。此外，SD还可能导致情绪障碍、认知功能下降、记忆力减退、注意力问题以及疼痛敏感度的增加。

近年来，研究揭示了SD与胃肠道疾病之间的紧密联系。SD在67.5%的炎症性肠病（IBD）患者和48.3%的功能性胃肠道疾病患者中尤为普遍。这些患者表现出更长的睡眠潜伏期、更频繁的睡眠中断以及更差的总体睡眠质量。值得注意的是，SD加剧了IBD患者的疾病活动指数，并伴随更严重的并发症状。肠道菌群作为宿主生理的重要调节器，通过产生神经递质、维生素和其他营养物质，对多种生理途径产生深远影响。肠道菌群失调（即菌群失衡）可由环境、遗传、心理和物理应激等因素引起，严重影响宿主的健康，甚至可能导致疾病的发生。鉴于SD与胃肠道疾病之间的紧密联系，益生菌作为一种安全的解决方案，被广泛应用于改善肠道健康和缓解相关症状。益生菌通过调节肠道屏障功能、减轻炎症和改善记忆力等方面发挥作用。其中，LGG作为一种广泛使用的益生菌，以其抗酸性和抗胆盐能力、非致病性以及不影响抗生素耐药性的特性，在食品工业中得到了广泛应用。

2024年7月，天津医科大学总医院消化内科-肠病团队王邦茂教授和曹海龙主任医师等研究人员在《Food & Function》期刊上发表题为“Lacticaseibacillus rhamnosus GG alleviates sleep deprivation-induced intestinal barrier dysfunction and neuroinflammation in mice”的研究文章，该研究评估了LGG对SD诱导的肠道屏障功能障碍和神经炎症的缓解效果，并探讨了其潜在机制。

该研究设计了基于水环境平台法的实验模型，以精确模拟并诱导小鼠经历急性及慢性SD状态。实验结果显示，SD显著损害了小鼠的肠道健康，这一损伤很可能源于氧化应激水平的攀升与炎症反应的过度激活，进而对肠道的整体结构与功能造成了不利影响。通过显微镜观察，清晰地捕捉到了SD小鼠肠道组织在形态学上的显著变化。值得注意的是，当给予LGG补充后，SD小鼠的肠道屏障功能得到了显著的修复与改善。LGG通过其强大的抗氧化特性，增强了肠道内超氧化物歧化酶及褪黑素的表达水平，有效减轻了氧化应激对肠道组织的损伤。同时，LGG还积极促进了紧密连接蛋白（包括ZO-1和claudin-3等）的合成，这些蛋白是维护肠道屏障完整性的基石，对于防止有害物质渗透至肠道内环境至关重要。进一步的微生物组学分析揭示了SD对小鼠肠道菌群的深远影响，具体表现为有害菌群（如Clostridium XVa、Alistipes和Desulfovibrio）的过度增殖与有益菌群（如Ruminococcus）的显著减少。而LGG的介入则有效缓解了这一失衡状态，促进了有益菌群的恢复与增长，展现了其作为肠道菌群调节剂的潜力。此外，SD不仅局限于对肠道的破坏，还触发了小鼠大脑中炎症反应的加剧，具体表现为多种促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β等）浓度的异常升高。幸运的是，LGG的补充显著降低了这些细胞因子在大脑及肠道中的水平，彰显了其强大的抗炎能力，有效缓解了SD诱导的神经炎症。行为学评估方面，SD小鼠表现出运动能力下降等明显障碍。然而，LGG的补充显著改善了这些行为学改变，特别是与热灭活LGG相比，活性LGG展现了更高的保护效力，这提示了LGG活性成分在其保护作用中的核心地位。最后，还深入探讨了LGG发挥保护作用的潜在机制，发现其可能通过激活表皮生长因子受体（EGFR）信号通路来实现。当使用EGFR激酶抑制剂AG1478后，LGG的保护效应被明显削弱，这进一步证实了EGFR激活是LGG发挥其保护功效的关键路径之一。

总之，LGG作为一种安全有效的益生菌，能够通过激活EGFR信号通路，缓解SD诱导的肠道屏障功能障碍和神经炎症。这一发现不仅为益生菌在改善SD相关健康问题中的应用提供了科学依据，也为深入理解肠道-微生物-脑轴在健康与疾病中的作用机制提供了新的视角。未来研究可进一步探讨LGG在不同人群中的应用效果及其长期安全性，为开发基于益生菌的睡眠障碍干预策略奠定基础。

原文链接：https://doi.org/10.1039/d4fo00244j