文獻速遞：益生菌通過腸-腦-三叉神經軸緩解偏頭痛

研究目的
曼谷朱拉隆功大學醫學院生理學系Saknan Bongsebandhu-Phubhakdi發現在偏頭痛模型中，益生菌通過腸-腦-三叉神經軸調節中樞和周圍敏化。本文旨在深入探討特定的益生菌補充劑（包括單一菌株：植物乳桿菌Lactobacillus plantarum、長雙歧桿菌 Bifidobacterium longum，兩者的組合，以及一種包含14個菌株的商業復合益生菌Pro-14）如何通過“腸-腦-三叉神經軸”調節偏頭痛病理生理過程中的關鍵環節。研究的核心目的是在一種大鼠皮質擴散性抑制（Cortical Spreading Depression, CSD）模型（偏頭痛的先兆和觸發標志）中，從神經生理學層面評估這些益生菌干預措施對中樞敏化（通過CSD參數反映）和外周敏化（通過三叉神經節神經元興奮性反映）的調節作用。研究試圖系統性地比較單一菌株與多菌株益生菌配方在調節偏頭痛相關神經興奮性方面的效果差異，以期為開發精準靶向的、基于微生物群的偏頭痛預防性非藥物療法提供機制層面的見解和實驗依據。

研究方法
1.實驗動物與分組
選取成年雄性 Wistar 大鼠，隨機分為 6 組（每組數量一致）：假手術組（Sham）、CSD 模型組（CSD）、CSD + 植物乳桿菌組（CSD-L）、CSD + 長雙歧桿菌組（CSD-B）、CSD + 兩菌株組合組（CSD-L+B）、CSD+14 菌株復合益生菌組（CSD-Pro14）。大鼠適應性飼養后，益生菌組每日經口灌胃相應益生菌懸液，Sham 組和 CSD 組灌胃等體積生理鹽水，持續一定周期。

圖1 實驗范式和治療時間線示意圖

2.CSD 誘導
大鼠經麻醉后固定于立體定位儀，頭皮切口暴露顱骨，制作兩個顱骨鉆孔：一個用于插入腦電圖（ECoG）電極，另一個用于局部應用化學物質（CSD 組用特定物質，Sham 組用對照物質），持續一定時間誘導 CSD。通過 DC 耦合 ECoG 記錄 CSD 波的頻率和振幅。

3. 三叉神經節神經元分離與原代培養
大鼠安樂死后快速分離雙側三叉神經節，置于含特定試劑的溶液中，切碎后經分步消化、過濾離心，接種于包被特定物質的培養皿，在適宜條件下培養，過夜后用于電生理記錄。根據神經元直徑分為小 - 中型（主要為傷害感受性神經元）和大型（兼具傷害感受與非傷害感受功能）兩類。

4. 電生理記錄
采用全細胞膜片鉗技術記錄神經元電生理參數：在電流鉗模式下，記錄兩類 TG 神經元的靜息膜電位（RMP）、閾值電位、 rheobase（最小激發電流）、動作電位（AP）總數、AP 高度、去極化時間、復極化時間及 AP 持續時間；通過不同參數的電流注射分別評估神經元總 spike 數和單個 AP 特性。

研究內容
1.益生菌對 CSD 參數的影響
Sham 組無 CSD 波產生，CSD 組呈現顯著升高的 CSD 波頻率和振幅。益生菌處理后，CSD 相關參數呈現菌株特異性抑制：長雙歧桿菌組 CSD 波頻率顯著降低，植物乳桿菌組和兩菌株組合組主要降低 CSD 波振幅，14 菌株復合益生菌組的 CSD 頻率和振幅均有下降，但未達顯著水平。上述結果表明不同益生菌菌株對 CSD 的調控靶點存在差異，長雙歧桿菌主要抑制 CSD 的發生頻率，植物乳桿菌則優先降低 CSD 的強度。

圖2 益生菌補充劑抑制皮層擴散性抑制（CSD）

2.益生菌對小 - 中型 TG 神經元電生理特性的影響
小 - 中型 TG 神經元以傷害感受功能為主，CSD 組均呈現多峰放電模式，而益生菌組均出現單峰放電神經元比例顯著升高，且與 CSD 組差異均有統計學意義。電生理分析顯示，CSD 組總 spike 數顯著高于 Sham 組，而植物乳桿菌組、長雙歧桿菌組和 14 菌株復合益生菌組總 spike 數顯著降低。所有益生菌組的靜息膜電位均顯著超極化，閾值電位升高，導致閾值 - RMP 差值顯著擴大，而 rheobase 無顯著變化。AP 參數方面，植物乳桿菌組和長雙歧桿菌組 AP 高度顯著降低；長雙歧桿菌組去極化時間和 AP 總持續時間顯著長于 CSD 組，而復極化時間無顯著差異，表明長雙歧桿菌可通過延緩動作電位傳導進一步抑制神經元興奮性。

圖3 小至中型三叉神經節神經元中神經元興奮性的益生菌調節

3.益生菌對大型 TG 神經元電生理特性的影響
大型 TG 神經元以單峰放電為主，各組間單峰 / 多峰放電模式分布無顯著差異，且總 spike 數在各組間無統計學差異。但益生菌處理仍顯著調控興奮性相關參數：所有益生菌組 RMP 均顯著超極化，閾值電位顯著升高，閾值 - RMP 差值顯著擴大，rheobase 無顯著變化。與小 - 中型神經元不同，大型神經元的 AP 高度、去極化時間、復極化時間及 AP 持續時間在各組間均無顯著差異，提示益生菌對不同亞型 TG 神經元的調控具有選擇性。

圖4 大型三叉神經節神經元對益生菌治療的神經生理反應

創新點
本研究的最大創新點在于首次在偏頭痛的臨床前模型中，系統性地從神經電生理層面直接比較了單一菌株益生菌（及其組合）與多菌株益生菌對“腸-腦-三叉神經軸”上關鍵環節（中樞CSD和外周TG神經元）的調節作用，并揭示了其作用的菌株特異性和神經元亞型特異性。具體而言，研究不僅觀察了宏觀的CSD現象，更深入到三叉神經節不同功能亞型神經元的膜電位、放電閾值、動作電位動力學等微觀電生理特性，為益生菌緩解偏頭痛疼痛提供了堅實的神經元興奮性變化的直接證據；同時，研究設計允許直接比較不同益生菌配方的效果差異，例如發現B. longum在抑制CSD頻率方面有獨特優勢，而L. plantarum及其組合在降低CSD波幅方面更有效，這種比較為未來開發針對不同偏頭痛表型的精準益生菌療法提供了重要線索；此外，研究成功地將腸道微生物干預與偏頭痛的兩個核心病理過程——中樞敏化和外周敏化直接聯系起來，深化了對“腸-腦軸”在神經系統疾病中作用機制的理解。

本研究正是依托電生理技術（膜片鉗、DC 耦合腦電圖），才精準解析了益生菌調控偏頭痛神經元興奮性的核心機制，足見其在神經機制研究中的關鍵價值。

我司可提供在體神經電記錄、睡眠癲癇等全流程電生理解決方案，能高分辨率捕捉神經元放電等信號，還可結合您的研究場景（如神經疾病、藥物篩選）定制方案，搭配專業團隊支持數據解讀。期待以精準技術助力您突破實驗瓶頸，解鎖更多研究可能！

參考文獻：Suthivanich P, Vongseenin S, Auvichayapat V, Supronsinchai W, Tumwasorn S, Chayanupatkul M, Bongsebandhu-Phubhakdi S. Probiotic modulation of central and peripheral sensitization in a migraine model via the gut-brain-trigeminal axis. Sci Rep. 2025 Nov 20;15(1):41103. doi: 10.1038/s41598-025-24928-2IF: 3.9 Q1 . PMID: 41266742IF: 3.9 Q1 ; PMCID: PMC12635275IF: 3.9 Q1

創作聲明：本文是在原英文文獻基礎上進行解讀，存在觀點偏向性，僅作分享，請參考原文深入學習。

想了解更多內容，獲取相關咨詢請聯系 
電  話：+86-0731-84428665
伍經理：+86-180 7516 6076
工程師：+86-180 7311 8029
郵  箱：consentcs@163.com