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帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是世界上第二大神经退行性疾病。PD主要病理特征是中脑黑质多巴胺能神经元变性丢失,纹状体内多巴胺水平下降。PD患者常表现为静止性震颤、行动迟缓等运动障碍,而在此之前出现的胃轻瘫、便秘等胃肠功能障碍可能促进运动障碍的发生。目前PD病因尚不明确,研究发现环境、遗传等多因素综合作用可诱发PD,线粒体功能障碍、氧化应激、自噬与凋亡机制可能参与其中。PD的治疗方法主要为药物治疗和手术治疗,药物治疗在使用后期常出现副作用,而手术治疗主要适用于晚期PD患者。近年研究发现,饮食限制对PD可能具有神经保护作用。隔日禁食(Alternate day fasting,ADF)是一种研究广泛的饮食限制方式,在肥胖症、糖尿病等代谢性疾病及神经退行性疾病中均有治疗效果。此外,ADF的饮食节律也能维持肠道屏障功能。肠道菌群紊乱与肠上皮受损导致肠道屏障功能障碍,与PD的发生密切相关。因此,在本课题中,我们主要探究ADF对PD小鼠肠屏障与脑的保护作用及机制。本课题中,6周龄雄性C57BL/6小鼠随机分成4组:生理盐水+自由饮食组(NS+AL组,n=8)、生理盐水+隔日禁食组(NS+ADF组,n=8)、MPTP+自由饮食组(MPTP+AL组,n=8)和MPTP+隔日禁食组(MPTP+ADF组,n=8)。隔日禁食方案以48 h为一个实验周期,前24 h采取禁食,后24 h采取自由摄食,在第12-14个周期内连续5天给予小鼠腹腔注射1-甲基-4苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrathydropyridine,MPTP)建立亚急性PD小鼠模型。实验结束后,收集小鼠粪便,通过高通量测序分析其肠道菌群的变化、气相-质谱联用方法(GC-MS)检测菌群代谢产物短链脂肪酸(Short chain fatty acids,SCFAs)的变化;行为学测试后,收集纹状体,利用高分离度液相色谱法(High performance liquid chromatography,HPLC)检测神经递质及其代谢物的水平;用蛋白印迹法检测纹状体酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)的表达水平;收集空肠组织,通过HE染色观察肠道病理形态变化,通过RT-qPCR方法分别检测AMP依赖的蛋白激酶、Occludin、ZO-1的mRNA表达水平(Prkaa1、Ocln、Tjp1),并通过蛋白印迹法检测ZO-1蛋白的表达水平。结果发现,ADF可以明显改善PD小鼠的运动功能障碍,抑制PD小鼠纹状体内DA、5-HT等神经递质的丢失,增加纹状体内TH的含量。此外,ADF不仅改善PD小鼠空肠绒毛病理变化,还能促进肠紧密连接蛋白的表达。16S rRNA测序结果表明,ADF改善PD小鼠肠道菌群构成,降低艾克曼菌科(Akkermansiaceae)相对丰度;GC-MS结果发现,ADF升高PD小鼠粪便内乙酸、丙酸、异丁酸的含量。综上,ADF对PD小鼠肠道屏障与脑具有保护作用,其发挥肠屏障保护作用与改变肠道菌群构成与代谢物含量、促进肠紧密连接蛋白的表达有关。