南佛羅里達大學衛生學院領導的團隊發現，化合物葑醇在減少大腦中的神經毒性澱粉樣蛋白-β方面具有與腸道衍生代謝物相同的有益作用。南佛羅里達大學健康部（USF
Health）研究人員領導的一項臨床前研究表明，葑醇是一種在包括羅勒在內的一些植物中含量豐富的天然化合物，可以幫助保護大腦免受阿爾茨海默病病理學的影響。
2021年10月5日發表在《老齡化神經科學前沿》上的這項新研究發現了一種與腸道微生物組有關的感應機制，解釋了芬香醇如何減少阿爾茨海默病大腦的神經毒性。
新的證據表明，短鏈脂肪酸（SCFAs）–由有益的腸道細菌產生的代謝物和結腸內細胞的主要營養來源有助於大腦健康。在患有輕度認知障礙和阿爾茨海默病（最常見的痴獃形式）的老年患者中，短鏈脂肪酸的豐富程度通常會降低。然而，這種SCFAs的減少是如何促成阿爾茨海默病的進展的，在很大程度上仍是未知數。
研究的主要調查員Hariom Yadav博士指導南佛羅里達大學微生物組研究中心，該中心位於南佛羅里達大學健康莫薩尼醫學院。他研究腸道微生物組和大腦之間的相互作用如何影響大腦健康和與年齡相關的認知能力下降。
通過血液到達大腦的腸道衍生的SCFAs可以結合併激活遊離脂肪酸受體2（FFAR2），這是一種在稱為神經元的腦細胞上表達的細胞信號分子。
“我們的研究首次發現，這些微生物代謝物（SCFAs）對FFAR2感應機制的刺激有利於保護腦細胞免受與阿爾茨海默病相關的澱粉樣β（Aβ）蛋白的毒性積累，”主要研究者、美國聯邦衛生局莫薩尼醫學院神經外科和腦修復教授Hariom Yadav博士說，他指導美國聯邦衛生局微生物組研究中心。
阿爾茨海默病的兩個標誌性病理之一是Aβ的硬化沉積，它們在神經細胞之間聚集在一起，在大腦中形成澱粉樣蛋白斑塊。另一種是腦細胞內tau蛋白的神經纖維纏結。這些病理現象促成了神經元的損失和死亡，最終導致阿爾茨海默病的發生，這是一種以記憶、思維能力和其他認知能力喪失為特徵的神經退行性疾病。
亞達夫博士和他的合作者深入研究分子機制，以解釋腸道微生物組和大腦之間的相互作用如何可能影響大腦健康和與年齡有關的認知能力下降。亞達夫博士說，在這項研究中，研究小組着手揭開FFAR2在大腦中”先前未知”的功能。
研究人員首先表明，抑制FFAR2受體（從而阻斷其”感知”神經元細胞外環境中的SCFAs並在細胞內傳遞信號的能力）有助於Aβ蛋白的異常堆積，導致與阿爾茨海默病有關的神經毒性。
然後，他們對超過144000種天然化合物進行了大規模的虛擬篩選，以尋找能夠模仿微生物群產生的SCFAs在激活FFAR2信號方面的相同有益效果的潛在候選化合物。Yadav博士指出，確定一種替代SCFAs的天然化合物以最佳方式靶向神經元上的FFAR2受體非常重要，因為腸道和其他器官中的細胞在通過血液循環到達大腦之前就已經消耗了大部分這些微生物代謝產物。
Yadav博士的團隊將15個主要候選化合物縮小到最有效的一個。芬香酚是一種植物來源的化合物，賦予羅勒芳香的氣味，它最能與FFAR的活性部位結合，刺激其信號傳導。
在人類神經元細胞培養物中的進一步實驗，以及Caenorhabditis（C.）elegans（蠕蟲）和阿爾茨海默病的小鼠模型表明，芬香酚通過刺激FFAR2信號傳導，即微生物組感應機制，顯著減少了過量的Aβ積累和神經元的死亡。當研究人員更仔細地檢查芬香酚如何調節Aβ誘導的神經毒性時，他們發現該化合物減少了衰老的神經細胞，也被稱為”殭屍”細胞，通常在患有阿爾茨海默病的大腦中發現。殭屍細胞停止複製並緩慢死亡。同時，Yadav博士說，它們在患病和衰老的器官中堆積，創造了一個破壞性的炎症環境，並向鄰近的健康細胞發送壓力或死亡信號，這些細胞最終也會變成有害的殭屍細胞或死亡。
Yadav博士在談到這一耐人尋味的臨床前研究發現時說：”芬香酚實際上影響了衰老和蛋白質分解這兩個相關機制。”它減少了半死不活的殭屍神經細胞的形成，也增加了（無功能的）Aβ的降解，因此澱粉樣蛋白從大腦中清除得更快。
當然，在你開始在你的意大利麵醬或其他任何你吃的東西中添加大量額外的羅勒以幫助避免痴呆症之前，需要更多的研究–包括在人類身上。
在探索芬香酚作為治療或預防阿爾茨海默病的可能方法時，USF健康團隊將尋求幾個問題的答案。Yadav博士說，其中一個關鍵問題是，與分離和在藥片中使用該化合物相比，食用羅勒本身的芬香酚是否具有更多或更少的生物活性（有效）。”我們還想知道，如果可以通過鼻腔噴霧來提供羅勒或fenchol的有效劑量，是否會是一種讓化合物進入大腦的更快方式。”