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背景和研究目的:帕金森病（PD）是最常见的神经退行性疾病之一,随着社会老龄化加剧,PD患病率在全球呈现显著增高态势。然而,目前仍然没有药物能够有效地阻止和减缓PD的发展,因此拓宽PD药物谱具有重要意义。胰高血糖素样肽-1（GLP-1）,作为肠促胰岛素的一种,被普遍认为是治疗神经退行性疾病的一个重要靶点。但由于其进入血液循环后可被广泛存在的二肽基肽酶-IV（DPP-IV）快速降解,半衰期仅为1～2分钟,因此其治疗潜力受限。尽管目前研制出GLP-1类似物以克服这一缺陷,但需要长期注射和高昂的价格使得患者的经济负担和生活质量受到了严重影响。随着基因编辑技术在医药领域的应用,工程细菌被广泛应用于治疗疾病,为解决该问题提供了新的思路。基于此,本研究构建了一株可以持续表达GLP-1的酪酸梭菌（C.butyricum）,旨在探究C.butyricum-p MTL007-GLP-1工程菌对1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的PD模型小鼠的影响及作用机制,为PD提供了一种可替代的治疗方式。方法:1、C.butyricum-p MTL007-GLP-1工程菌株的构建:先将GLP-1基因整合到p MTL007质粒,再将重组质粒p MTL007-GLP-1接合转入C.butyricum宿主菌基因组中,构建基因组整合型C.butyricum-p MTL007-GLP-1工程菌。2、C.butyricum-p MTL007-GLP-1工程菌株的体外功能验证:通过ELISA检测C.butyricum-p MTL007-GLP-1的GLP-1分泌量。通过生长曲线、耐酸实验和耐胆盐实验评价工程菌的益生特性。3、PD小鼠模型的建立和治疗:取40只8周龄C57BL/6雄鼠,随机分为对照组（C组）、模型组（M组）、模型组+C.butyricum（CB组）、模型组+利拉鲁肽组（L组）、模型组+C.butyricum-p MTL07-GLP-1组（CBG组）,每组8只。C组连续灌胃明胶生理盐水14 d。除C组外,其余小鼠连续7 d腹腔注射20 mg/kg MPTP构建PD小鼠模型。造模成功后,M组每天灌胃明胶生理盐水100μL;L组每天腹腔注射利拉鲁肽0.4 mg/kg;CB组每天灌胃10~8 CFU/m L C.butyricum 100μL;CBG组每天灌胃10~8 CFU/m L C.butyricum-p MTL007-GLP-1 100μL,共七天。4、机制分析:通过行为学方法进行小鼠运动能力评估。通过免疫组织化学和超微结构形态学检测小鼠组织病理改变。通过Western-blot检测小鼠PD相关蛋白、线粒体自噬通路相关蛋白和肠道屏障蛋白（ZO-1、Occludin）表达。通过高通量测序观察工程菌对小鼠肠道菌群的影响。通过试剂盒检测小鼠黑质和血清中氧化应激的水平。结果:1、C.butyricum-p MTL007-GLP-1具有良好的体外益生性质:（1）ELISA结果显示C.butyricum-p MTL007-GLP-1的GLP-1的表达量为97.97 pg/m L（300 m L体系）;（2）生长曲线实验显示C.butyricum-p MTL007-GLP-1跟C.butyricum的生长特性无明显差异;（3）耐酸、耐胆盐实验显示C.butyricum-p MTL007-GLP-1在p H值为3至7范围内均能保持活菌数高于10~6 CFU/m L;在0.5%胆盐条件下,活菌数仍保持在10~7 CFU/m L以上,这表明C.butyricum-p MTL007-GLP-1具有良好的耐酸、耐胆盐能力。2、C.butyricum-p MTL007-GLP-1对PD的影响:（1）C.butyricum-p MTL007-GLP-1可以改善PD小鼠的运动协调和探索能力（P＜0.01）;（2）C.butyricum-p MTL007-GLP-1可以上调PD特征蛋白TH和DAT的表达,下调α-syn的表达（P＜0.01）;（3）C.butyricum-p MTL007-GLP-1可以促进线粒体自噬信号通路蛋白Beclin-1、PINK1、Parkin、Atg7、LC3B II和LAMP-1的表达（P＜0.01）和抑制p62表达（P＜0.05）,来消除异常的线粒体;（4）C.butyricum-p MTL007-GLP-1可以恢复PD小鼠血清和脑组织中GSH-Px和SOD的活性（P＜0.01）,抑制MDA的活性（P＜0.01）;（5）C.butyricum-p MTL007-GLP-1使PD小鼠的肠道菌群多样性和丰度增加,并降低了PD相关的双歧杆菌（Bifidobacterium）相对丰度（P＜0.05）;此外,C.butyricum-p MTL007-GLP-1可以增加肠道屏障蛋白（ZO-1,Occludin）的表达（P＜0.01）。结论:在本研究中,我们成功地构建了可以持续表达GLP-1的C.butyricum,即C.butyricum-p MTL007-GLP-1,体外实验表明工程菌具备良好的耐酸耐胆盐能力,这保证了它们在宿主胃肠内的存活。在动物实验中,C.butyricum-p MTL007-GLP-1可以改善PD的运动功能障碍和神经病理学变化,这一神经保护作用可能是通过促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬和减弱氧化应激所介导。此外,C.butyricum-p MTL007-GLP-1给药可以增加PD小鼠肠道菌群多样性以维持肠道屏障功能。