2025年6月，北华大学药学院徐广宇团队在国际杂志《The Science of Nature》发表《Effects of Ganoderma lucidum polysaccharide on learning and memory impairment and intestinal flora in mice with D‑galactose‑induced aging》^[1]。

本研究利用D-半乳糖建立小鼠衰老模型，即首先将小鼠置于温度控制在20-24°C、相对湿度为40-60%、光照/黑暗周期为12小时的房间内，并提供水和标准食物一周。一周后，根据体重将小鼠随机分为4组，每组15只：空白对照组（C）、模型组（M）、阳性对照组（P）和灵芝水提取物组（L）。在实验过程中，除空白组外，所有组每天皮下注射D-半乳糖（300 mg⋅kg⁻¹）一次，连续50天。空白组以相同的方式皮下注射等量的生理盐水。阳性对照组小鼠给予300 mg⋅kg−1吡拉西坦。GLP给药组的小鼠服用100 mg⋅kg⁻¹ GLP。模型组小鼠每天口服300 mg⋅kg−1 GLP和等量的蒸馏水，持续50天后其肠道微生物丰度的变化，探讨GLP对小鼠学习记忆障碍的改善及其潜在机制。

该文研究结果表明，灵芝多糖（GLP）改善了衰老小鼠的学习和记忆障碍，即D-半乳糖会导致衰老小鼠的学习记忆障碍和肠道微生物多样性降低，而GLP则可能通过改变小鼠肠道中乳杆菌的分布和调节肽聚糖和次生胆汁酸的生物合成来改善学习记忆障碍。

1 水迷宫实验结果

结果表明，各组小鼠寻找安全平台的潜伏期会随着训练天数的增加而逐渐缩短。与空白组相比，小鼠定位安全平台的潜伏期从训练的第二天开始显著增加，表明建模是成功的。与模型组相比，阳性对照组和GLP给药组从训练的第3天至第5天，小鼠找到安全平台的潜伏期显著缩短（图1）。

图1 水迷宫实验结果，每组小鼠到达安全平台所需的时间

（C为空白对照组；M为模型组；P为阳性对照组；L为GLP给药组）

2 小鼠血清和脑组织生化指标的测定

测定小鼠血清和脑组织匀浆的生化指标。结果如图2所示。与对照组相比，模型组血清超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）显著降低，脑组织丙二醛（MDA）和γ-氨基丁酸（GABA）含量显著升高，谷氨酸（Glu）和乙酰胆碱（ACh）含量显著降低（P<0.01）。与模型组相比，GLP给药组和阳性对照组血清SOD和GSH-Px活性以及脑组织Glu和ACh含量显著升高，MDA和GABA含量显著降低（P<0.01）。

图2 GLP对D-半乳糖诱导的衰老小鼠血清中SOD、MDA和GSH-Px水平以及脑组织中Glu、ACh和GABA含量的影响

3 16S rRNA基因测序分析肠道微生物组

3.1 OUT分析

对小鼠肠道菌群的OTU比较，从11个样本中总共获得了1731个样本。其中，空白组3个样本获得876个OTU，模型组4个样本获得722个OTU；GLP给药组4个样品获得980个OTU。

图3 GLP对小鼠肠道菌群基因OTU分布的影响

3.2 阿尔法多样性分析

在97%的相似性阈值下进行α多样性分析，以获得每个样本的Chaol和Shannon指数，并绘制Shannon-Wiener曲线和秩-丰度曲线（图4）。Chaol指数越大，等级-丰度曲线宽度越大，表明物种丰度越高，曲线越平缓，物种分布越均匀。Shannon指数越大，Shannon-Wiener曲线越平缓，表明群落多样性越高，曲线越平缓、物种分布越均匀。结果表明，GLP给药组的物种丰富度最高。

图4 α多样性分析结果

3.3 贝塔多样性分析

根据空白、模型和GLP给药组的β多样性分析绘制了主坐标分析（PCoA）图（图5）。三组样品的坐标可以分开，表明各组植物群结构的差异。图中样本之间的距离越远，表明空白、模型和GLP给药组之间的结构差异就越大。

图5 PCOA结果的β多样性分析

3.4 线性判别分析效应大小分析

线性判别分析结果显示，小鼠肠道菌群有18种不同类型。在空白组中，具有显著影响的物种在门水平上是Candidatus多糖杆菌，在种水平上是Streptococcus多糖杆菌。然而，在模型组中具有显著影响的物种是目水平的黄单胞菌属、科水平的芽孢杆菌2、皮肤杆菌科、黄单胞杆菌科和短杆菌科，以及属水平的短杆菌属、卢氏杆菌属、短杆菌属和Facklamia。GLP给药组中具有显著影响的物种是目水平的乳杆菌属、科水平的乳球菌科和Erysipelotrichaceae，以及属水平的乳酸杆菌和孢子虫。

图6 对LDA值分布直方图结果进行LEfSe分析

3.5 门级肠道菌群的种类组成和分布

结果表明，小鼠肠道菌群主要由10个类群组成。拟杆菌门和厚壁菌门是相对丰度最大的两种细菌。与空白组相比，模型组放线菌门、拟杆菌门和疣体菌门的物种丰度增加，厚壁菌门、变形菌门、Candidatus_Saccharibacteria、Tenericutes、Unassigned和Defarribacteries的丰度降低（图7A）。GLP干预可以逆转学习记忆障碍小鼠肠道菌群丰度的变化，在门水平上观察到放线菌和Candidatus_糖菌的丰度差异最为显著（图7B）。

图7 A门水平肠道菌群的物种组成分布；B门级组之间相对丰度存在显著差异的物种

3.6 属水平肠道菌群的种类组成和分布

结果显示，与空白组相比，模型组中棒杆菌的物种丰度显著增加，乳杆菌的物种丰富度显著降低。然而，与模型组相比，GLP给药组的乳杆菌物种丰度增加，棒杆菌物种丰度减少（图8A），而乳杆菌在所有三个亚组中的丰度都较高，GLP干预后的变化更为显著（图8B）。

图8 A属水平肠道菌群的物种组成分布；B水平组之间相对丰度存在显著差异的物种

3.7 功能预测分析

与空白组相比，模型组共有16条途径发生了变化，其中12条为代谢相关途径，主要表现为外源性生物降解和代谢途径增加，脂质代谢途径减少（图9A）。与模型组相比，GLP给药组共改变了25条途径（P<0.05），其中16条为代谢相关途径，主要表现为外源性生物降解和代谢途径、脂质代谢途径、氨基酸代谢途径、萜烯和聚酮代谢途径增加，脂质和核苷酸代谢途径减少（图9B）

图9 KEGG通路差异分析。

（A空白组与模型组KEGG通路差异分析比较；B灵芝多糖给药组与模型对照组KEGG途径差异比较）

总而言之，本研究利用D-半乳糖建立小鼠衰老模型，检测其肠道微生物丰度的变化，探讨GLP对小鼠学习记忆障碍的改善及其潜在机制，这些发现为GLP作为一种防治衰老相关认知衰退的潜在功能性食品或药物提供了坚实的实验证据和新的理论视角。

参考文献：

[1] Chen Y, Li J, Zhang S, Zhao Y, Gao D, Xu G. Effects of Ganoderma lucidum polysaccharide on learning and memory impairment and intestinal flora in mice with D-galactose-induced aging. Naturwissenschaften. 2025 Jun 2;112(3):46. doi: 10.1007/s00114-025-01997-x. PMID: 40455220.