文章题目：Fucoidan Extracted from Fucus vesiculosus Ameliorates Colitis-Associated Neuroinflammation and Anxiety-like Behavior in Adult C57BL/6 Mice.

发表期刊：Marine Drugs

影响因子：5.4（2025）

通讯单位：大连医科大学等

        炎症性肠病（IBD）是一类慢性、复发性肠道炎症性疾病，常伴随焦虑、抑郁等神经精神共病。肠道慢性炎症可通过肠-脑轴引发中枢神经炎症、破坏血脑屏障、激活小胶质细胞、损伤神经元，最终导致情绪与行为异常。岩藻聚糖是褐藻来源的硫酸化多糖，具有优异的抗炎、抗氧化与神经保护活性，其中泡叶藻（Fucus vesiculosus）来源岩藻聚糖的体内神经保护效果与体外自由基清除能力尤为突出。然而，岩藻聚糖对结肠炎相关神经炎症及焦虑样行为的调控作用与机制尚未阐明。为此，作者采用DSS诱导的溃疡性结肠炎（UC）小鼠模型，系统探究泡叶藻岩藻聚糖对肠道损伤、肠屏障、外周与中枢炎症、NLRP3炎症小体、小胶质细胞活化、血脑屏障、神经元存活及焦虑样行为的影响，明确其通过肠-脑轴发挥肠-脑协同保护的作用机制，为IBD相关神经精神并发症的天然干预提供实验依据与候选物质。

        作者首先将C57BL/6J小鼠随机分为三组，实验设计方案如图1A所示，分为对照组（Ctrl）、DSS模型组（DSS）、岩藻聚糖干预组（DSS+FU）。采用3.5% DSS自由饮水5天构建急性UC模型，以200 mg/kg剂量岩藻聚糖连续灌胃14天，造模结束后进行组织学检测、分子生物学检测与行为学检测。与对照组相比，DSS模型组小鼠结肠长度显著缩短，岩藻聚糖干预后结肠长度显著恢复（图1B、1C）。H&E染色结果显示，对照组结肠黏膜结构完整、腺体排列规则（图1D a-c）；DSS模型组出现大量炎性细胞浸润、黏膜严重损伤、腺体结构紊乱，肠道黏膜损伤评分显著升高（图1D d-f、图1E）；岩藻聚糖干预后，炎性细胞浸润显著减少、黏膜结构得到明显修复，损伤评分显著降低（图1D g-i、图1E）。免疫荧光染色结果显示，DSS显著下调结肠组织中紧密连接蛋白ZO-1与Claudin-5的表达（图1F、1G）；岩藻聚糖可显著恢复ZO-1与Claudin-5的表达水平，有效保护肠黏膜屏障完整性（图1H）。

图1 岩藻聚糖减轻了由DSS引起的肠道病理变化

        ELISA检测结果如图2所示，DSS显著升高结肠组织和大脑皮质中的TNF-α与IL-6、以及血清中TNF-α水平；而岩藻聚糖可显著降低上述炎症因子水平。相关性分析显示，血清与肠道、血清与大脑、肠道与大脑的TNF-α水平均呈显著正相关，证实肠道炎症可通过循环系统传递至中枢神经系统。qPCR检测结果显示，DSS显著上调大脑皮质中TNF-α、IL-1β与 IL-6的mRNA表达，而岩藻聚糖可显著逆转促炎基因的高表达，有效抑制中枢神经炎症。

图2岩藻聚糖减轻DSS诱导的外周和脑部炎症

        Western blot结果如图3所示，DSS显著上调结肠组织中NLRP3蛋白的表达水平，而岩藻聚糖可显著抑制NLRP3的过表达。同时，DSS显著上调大脑皮质中NLRP3蛋白表达，岩藻聚糖同样可显著降低其表达。相关性分析显示，结肠与皮质中NLRP3蛋白表达呈显著正相关，提示肠道NLRP3炎症小体激活与中枢神经炎症高度关联。

图3 岩藻聚糖降低了溃疡性结肠炎小鼠结肠和大脑皮层组织中NLRP3蛋白的表达

        Western blot结果如图4所示，DSS显著升高结肠组织中巨噬细胞/小胶质细胞标志物Iba1的表达，岩藻聚糖可显著降低Iba1蛋白水平。结肠组织免疫荧光结果显示，DSS诱导Iba1阳性巨噬细胞大量活化增殖，岩藻聚糖可明显减少阳性细胞数量并抑制其活化状态。大脑皮质免疫荧光结果显示，DSS导致皮质区小胶质细胞显著活化，表现为胞体肥大、突起增生，岩藻聚糖可显著抑制小胶质细胞过度激活，使其恢复静息状态。

图4 岩藻聚糖降低小鼠肠道内巨噬细胞活化及小胶质细胞活化

        免疫荧光染色结果显示，DSS显著下调大脑皮质中紧密连接蛋白Claudin-5的表达（图5），表明血脑屏障结构受损，岩藻聚糖可显著恢复Claudin-5的表达水平，增强血脑屏障完整性，减少外周炎症因子侵入中枢。

图5 岩藻聚糖减少了小鼠血脑屏障紧密连接蛋白Claudin-5的下调

        免疫荧光染色结果显示，DSS模型组小鼠大脑皮质中NeuN阳性神经元数量显著减少、胞体皱缩、细胞核形态异常（图6）；岩藻聚糖干预后，神经元数量明显回升、细胞形态保持完整，有效拮抗DSS诱导的神经元丢失与损伤，发挥神经保护作用。

图6 岩藻聚糖改善了小鼠大脑皮层中NeuN表达的缺失

        小鼠焦虑样行为相关实验结果如图7所示。旷场实验中，DSS模型组小鼠中央区域进入次数、中央区域运动距离与中央区域停留时间均显著降低，表现出明显的焦虑样行为；岩藻聚糖可显著提升上述指标，增加小鼠探索行为。高架十字迷宫实验结果显示，DSS模型组小鼠开放臂进入次数与开放臂停留时间显著减少；岩藻聚糖可显著恢复开放臂探索能力，有效缓解焦虑样行为。

图7 岩藻聚糖减轻了小鼠的焦虑样行为

        总之，作者证实，泡叶藻来源岩藻聚糖可通过肠-脑轴发挥多靶点、多通路协同保护作用，改善 DSS 诱导的结肠病理损伤，恢复肠黏膜屏障结构与功能，抑制肠道炎症与巨噬细胞活化；降低外周与中枢促炎因子水平，抑制 NLRP3 炎症小体激活，缓解神经炎症；保护血脑屏障紧密连接蛋白，减少神经元凋亡与损伤；显著改善结肠炎相关的焦虑样行为。这些结果表面表明，泡叶藻岩藻聚糖是一种安全、高效的天然活性物质，可同时干预肠道炎症与中枢神经病变，为炎症性肠病及其神经精神并发症的协同防治提供了全新策略与实验基础。

        原文链接：https://doi.org/10.3390/md24010042

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作者：付钧

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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