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帕金森氏症是常見的神經退化疾病,

由於大腦深部的多巴胺神經元壞死,造成病患的運動障礙,典型的症狀包括靜止顫抖和步態異常,也可能伴隨認知和行為問題。

研究指出,60歲以上的人口當中,每100人就有1位是帕金森氏症患者,目前全球發生率約是每1000人當中就有1-2位,隨著高齡人口不斷增加,罹患帕金森氏症的人口比例未來還會持續攀高[1]

 

多數人對於帕金森氏症的認識來自動作障礙,比如顫抖、動作緩慢、肢體僵硬和平衡感失調,但很多人不知道帕金森氏症的患者在這些症狀出現之前已經有便祕和憂鬰症的問題,而這些非運動障礙的症狀出現的時間可能比病患確診帕金森的時間早了10到20年。

 

大家都聽過帕金森氏症患者的多巴胺神經元會壞死,但近年來的研究發現,造成帕金森氏症的原因可能是毒性蛋白α-synuclein (突觸核蛋白) 在腦部異常堆積[1],科學家在病患的消化道裡也找到這種毒性蛋白的蹤跡,而在一些帕金森氏症的動物實驗裡,科學家發現小鼠腸道的毒性蛋白堆積可以透過迷走神經進入腦部,這也解釋為何許多病患在帕金森氏症狀出現前,早有長期便袐的問題。

 

阿拉巴馬大學伯明翰分校醫學院神經醫學系的Haydeh Payamii博士針對來自西雅圖,紐約和亞特蘭大的197名帕金森氏症患者與130名健康人做研究。他們發現在帕金森氏症病患體內的腸道菌種類與健康人有顯著差異,而且腸道菌組成的比例也明顯與健康人有所不同[2],顯示腸道菌失衡可能是帕金森氏症的高風險因子,因此調節腸道菌叢可能成為治療帕金森氏症的方式之一,甚至能預防帕金森氏症。

 

【研究方法】

PS128精神益生菌在憂鬰小鼠模式中已證實能有效調節腦部的多巴胺濃度[3],而目前帕金森氏症的主要治療方式即是透過左旋多巴藥物為病患補充多巴胺。

為了解PS128益生菌是否能緩解帕金森氏症的症狀,研究人員為實驗老鼠注射MPTP神經毒素,破壞老鼠的多巴胺神經元,誘發帕金森氏症的症狀,並將注射MPTP的老鼠分為三組,第一組先連續餵食PS128之後再注射MPTP神經毒素;第二組先連續餵食生理食鹽水再注射MPTP神經毒素;除了上述的實驗組之外,也另外以正常鼠作為對照組,一組完全無涉入實驗,另外一組則餵食PS128。

 

除了記錄與觀察以上四組實驗老鼠的步態、移動速度與行為差異,研究人員亦在實驗後犧牲老鼠,觀察大腦黑質的多巴胺神經元數量變化,進一步了解PS128能否保護巴胺神經元,作為PS128有無帕金森氏症治療潛力的評估。

 

【研究發現】

實驗證實持續餵食PS128有保護大腦多巴胺神經元的效果,能有效避免帕金森氏症對實驗鼠神經的損傷,且有助於實驗鼠維持活動力及協調性,改善動作障礙以及平衡失調。

【研究說明】

1. 持續使用PS128可有效保護多巴胺神經元細胞,減緩帕金森氏症惡化

製造多巴胺的神經元聚集在大腦黑質區域,當這些神經元壞死,大腦多巴胺降低,就會引發帕金森氏症的顫抖或失去平衡感等症狀。為辨識實驗老鼠大腦黑質區域的多巴胺神經元細胞數量是否有變異,研究人員將細胞能合成多巴胺的酵素酪胺酸羥化鋂 (Tyrosine hydroxylase) 作螢光染色,以利目測細胞數量的變化。

 

MPTP的小鼠 (MPTP) 的多巴胺神經元細胞的數目明顯 (Control) 來得少。而在餵食PS128 的MPTP小鼠的MPTP的小鼠相對地高。顯示PS128 有保護多巴胺神經元細胞的效果。

圖1: 大腦黑質切片特殊染色

Control:正常鼠 中:MPTP小鼠 右:MPTP小鼠餵食PS128

2. PS128可改善帕金森氏症引發的的動作障礙

MPTP會破壞多巴胺神經細胞,誘發帕金森氏症,因此注射MPTP 是最常見的帕金森氏症實驗動物模式,引起行動遲緩及平衡障礙等典型症狀。

 

爬竿試驗讓實驗鼠從棒柱的頂端爬降至底部,目的在於測試老鼠爬行的速度及活動力,研究發現正常鼠僅花費不到10秒即可完成;食用生理食鹽水的MPTP老鼠因為行動遲緩,四肢不協調,花費近40秒時間才完成;而食用PS128 的MPTP老鼠則花費約15秒的時間完成,比起僅食用食鹽水的MPTP老鼠,食用PS128 的MPTP老鼠比較快到達底部。顯示PS128 可以提昇行動能力與抓握控制力,改善MPTP造成的行動遲緩。

圖2: 爬竿試驗

3. PS128可改善帕金森氏症引發的平衡失調

100公分的高架窄橫桿,正常鼠不到10秒就能通過,但注射MPTP的老實因為四肢無力,走路顛顛跛跛,尾巴也無法協助保持平衡,因此需要30秒以上才能通過,而餵食 PS128 之MPTP老鼠行動自如,全程尾巴高舉,花費的時間比生理食鹽水之MPTP老鼠短,步態也較穩,顯示PS128可以改善動作障礙以及平衡失調。

[1] Tysnes OB, Storstein A. Epidemiology of Parkinson's disease. J Neural Transm (Vienna). 2017;124(8):901‐905. doi:10.1007/s00702-017-1686-y

[2] Hill-Burns EM, Debelius JW, Morton JT, et al. Parkinson's disease and Parkinson's disease medications have distinct signatures of the gut microbiome. Mov Disord. 2017;32(5):739‐749. doi:10.1002/mds.26942

[3] Liu YW, Liu WH, Wu CC, et al. Psychotropic effects of Lactobacillus plantarum PS128 in early life-stressed and naïve adult mice. Brain Res. 2016;1631:1‐12. doi:10.1016/j.brainres.2015.11.018

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