灵芝与猴头菇对人类情绪的调节作用
灵芝与猴头菇对人类情绪的调节作用
人体肠道菌群不仅参与消化和营养吸收,还通过代谢产物调控免疫应答、能量代谢及神经活动(如情绪调节),其生态失衡可能引发焦虑、抑郁等情绪障碍。灵芝(Ganoderma lucidum) 被称为 “不朽蘑菇”,在传统医学中用于安神、抗应激、改善睡眠,属 “适应原”类药材,含三萜类、多糖等活性成分,具免疫调节、抗炎作用;猴头菇(Hericium erinaceus) 传统用于支持认知功能、滋养神经系统,可促进神经细胞再生、刺激神经生长因子(nerve growth factor, NGF)合成。肠-脑轴(gut-brain axis)是肠与中枢神经系统的双向通讯通路,是情绪调节的关键媒介,但灵芝和猴头菇通过该通路调节情绪的分子机制尚未明确。
波兰卢布林医科大学Przemysław Sołek团队在Journal of Ethnopharmacology期刊(Q1,IF=5.4)发表题为《Biotransformation of Ganoderma lucidum and Hericium erinaceus for ex vivo gut-brain axis modulation and mood-related outcomes in humans: CREB/ BDNF signaling and microbiota-driven synergies》的研究性论文。
该研究通过人体肠道微生物生态系统模拟器(SHIME) 及体外细胞实验,探究灵芝和猴头菇通过肠 - 脑轴调节人类情绪的分子机制,明确其与肠道菌群、CREB/ BDNF神经信号通路的相互作用。
1.该研究通过HPLC-ESI-QTOF-MS/MS对灵芝与猴头菇的活性成分鉴定
灵芝主要成分三萜类、有机酸。关键成分包括羟基灵芝酸 C2、灵芝酸 G/B/C2/C6/AM1/A/H/F/D、Lucidenic acid(灵芝酸)、柠檬酸。猴头菇主要成分有机酸、萜类、氨基酸衍生物。关键成分包括苹果酸、柠檬酸、富马酸、乳糖酸、猴头菌素 A / 衍生物、Deacylhericenone、L - 麦角硫因。
2.肠道菌群对蘑菇成分的代谢影响(近端结肠PC vs远端结肠 DC)
灵芝的稳定成分:灵芝酸 A(DC 中含量 92.922%±7.53)、Lucidenic acid(DC 中含量 90.181%±6.75),均属三萜类化合物;关联功能:三萜类是灵芝的核心活性成分,研究证实其可激活Nrf2 通路(上调 HO-1、Sirt1)减轻神经元氧化应激,还可通过上调 BDNF 表达增强神经再生与突触可塑性,与情绪调节的神经保护基础直接相关(如改善神经元存活、减少氧化损伤)。
猴头菇的稳定成分:猴头菌素衍生物(DC 中含量 100%±4.67,略高于 PC 的 98.128%±10.05)、Deacylhericenone(DC 中含量 71.230%±3.92)、L - 麦角硫因(DC 中含量 53.157%±2.21);关联功能:猴头菌素衍生物可促进神经生长因子(NGF)合成,Deacylhericenone(猴头菌素去乙酰化产物)的神经保护活性强于母体化合物,L - 麦角硫因(“长寿维生素”)具强效抗氧化作用,三者协同减轻神经元氧化损伤、促进神经修复,为猴头菇支持认知功能、调节情绪提供物质基础。
3.微生物无细胞上清液(M-CFSs)对小鼠海马神经元细胞系(mouse hippocampal neuronal cell line)HT-22 细胞的影响
细胞代谢活性:低浓度(PC 0.1%-1%、DC 0.5%-1%)M-CFSs 无毒性;>2% 浓度时,除 PC1-C(3%)、PC3-H(3%)、DC3-H(3%)外,活性均剂量依赖性降低;PC1-C(1%)活性↑(p<0.01),作为对照基准。氧化还原平衡:仅 PC1-C 组 ROS↑(p<0.05),其余组 ROS↓(PC2-G p<0.05、PC3-H p<0.001、DC 组均p<0.001);仅猴头菇 PC 组 GSH↑(p<0.05)。
图1微生物无细胞上清液(M-CFSs)作用 48 小时后对 HT-22 细胞代谢活性(a–b)及活性氧(ROS)/ 谷胱甘肽(GSH)水平(c–d)的影响
该研究证实灵芝和猴头菇通过肠 - 脑轴调节情绪的核心信号通路是 CREB/BDNF 通路。
核心蛋白表达变化:
BDNF(脑源性神经营养因子):PC1-C 组(p<0.001)、PC2-G 组(p<0.01)、PC3-H 组(p<0.01)、DC1-C 组(p<0.01)显著上调,BDNF 是神经元存活、突触可塑性的关键因子,也是 CREB 通路的核心上游分子。
CREB(环磷腺苷反应元件结合蛋白):PC1-C 组(p<0.001)、PC2-G 组(p<0.001)、PC3-H 组(p<0.05)、DC1-C 组(p<0.01)显著上调,CREB 是调控 BDNF 等神经营养因子转录的核心转录因子,其激活直接促进神经保护相关基因表达。
TrkB(BDNF 受体):仅 PC1-C 组显著上调(p<0.05),TrkB 是 BDNF 的特异性受体,其表达增加增强 BDNF 对 CREB 通路的激活效率,形成 “BDNF-TrkB-CREB” 的正向调控循环。
协同情绪调节机制:BDNF 上调后结合 TrkB 受体,激活下游 CREB;CREB 作为转录因子,进一步促进 BDNF 及其他神经营养因子(如 CDNF、MANF)的表达,形成 “BDNF-CREB” 正反馈 loop;同时,CREB 激活还可调节突触相关蛋白(如 Synapsin-1,PC1-C 组p<0.05上调),增强神经元突触活性与可塑性;此外,该通路与 Nrf2 通路(降 ROS)、HSPs(蛋白稳态)协同,减轻神经元氧化损伤、维持神经功能稳定,最终通过肠 - 脑轴将肠道菌群代谢信号传递至中枢神经系统,实现情绪改善。
图2. 灵芝(G. lucidum)和猴头菇(H. erinaceus)来源的微生物无细胞上清液(M-CFSs)作用 48 小时后,对肠 - 脑轴及情绪相关标志物的影响(a 图)
检测的目标蛋白包括:脑源性神经营养因子(BDNF,b 图)、脑多巴胺神经营养因子(CDNF,c 图)、中脑星形胶质细胞源性神经营养因子(MANF,d 图)、神经生长因子(NGF,e 图)、突触素(Synapsin,f 图)及原肌球蛋白受体激酶 B(TrkB,g 图)。蛋白质印迹(WB)实验中,以 β- 肌动蛋白(β-actin)作为内参。柱状图代表均值和标准差(SD),样本量 n=9;统计学显著性标注:/# p<0.05,/## p<0.01,/### p<0.001(原文 “/#####” 推测为排版误差,结合科研图注惯例及前文逻辑修正为 “**/###”)。其中,“” 表示与对照组(CTRL)比较,“#” 表示与近端结肠对照组(PC1-C)或远端结肠对照组(DC1-C)比较。
图 5. 微生物无细胞上清液(M-CFSs)作用 48 小时后,对与情绪调节相关的细胞内信号通路的影响(a 图)
检测的目标蛋白包括:丝氨酸 / 苏氨酸激酶 1(Akt,b 图)、细胞外信号调节激酶 1/2(Erk1/2,c 图)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR,d 图)、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB,e 图)、糖原合成酶激酶 3α/β(GSK3α/β,f 图)及真核翻译延长因子 2(eEF2,g 图)。蛋白质印迹(WB)实验中,以 β- 肌动蛋白(β-actin)作为内参。柱状图代表均值和标准差(SD),样本量 n=9;统计学显著性标注:/# p<0.05,/## p<0.01,/### p<0.001(原文 “⋅ / #”“4 / # # #p” 推测为排版误差,结合科研图注惯例及前文逻辑修正,统一采用 “” 系列符号表示显著性)。其中,“” 表示与对照组(CTRL)比较,“#” 表示与近端结肠对照组(PC1-C)或远端结肠对照组(DC1-C)比较。
小分子有机酸(如苹果酸)易被肠道菌群代谢,而灵芝的三萜类(如灵芝酸 A)、猴头菇的猴头菌素衍生物更稳定,是后续神经作用的核心物质。肠道菌群代谢蘑菇成分产生 M-CFSs,M-CFSs 通过降 ROS(部分依赖 GSH)减轻氧化应激,激活 Nrf2 通路和 HSPs 发挥神经保护;上调 BDNF 等神经营养因子,特异性激活CREB/BDNF 通路(情绪调节关键)。
结论
灵芝和猴头菇可通过肠道菌群代谢物(M-CFSs)激活CREB/BDNF 信号通路,经肠 - 脑轴多机制协同调节情绪,具改善情绪障碍的潜在价值,为天然抗情绪障碍策略提供依据。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jep.2025.119393
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