麥角硫因(Ergothioneine): 抗憂鬱、抗壓力引起的睡眠障礙、抑制癲癇發作的研究

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過去我們曾經介紹過麥角硫因在神經幹細胞作用的機制,並說明他有抗憂鬱、治療壓力引起的睡眠障礙以及控制癲癇發作的功能。但是並未說明這些結果從何而來,這次要對這三種功能的來源進行解密,但要注意的是這些研究都是來自老鼠實驗,並未進行人體臨床試驗,因此實際功效還是要等待進一步臨床試驗才能驗證。

延伸閱讀: 麥角硫因在神經疾病的功效

圖1. 麥角硫因治療或預防憂鬱、壓力引起的睡眠障礙以及癲癇發作的動物實驗。

抗憂鬱功能:

這項研究來自於2016年4月Brain and behavior期刊中,金澤大學醫學、製藥和健康科學研究所藥學院的Nakamichi等人以120 mg/100 g ET(麥角硫因)、10% (w/w)GOME(金蠔菇萃取)、10% (w/w) 銀杏萃取或 AA(抗壞血酸;120 mg/100 g 飲食)餵食14天後進行測試。C57BL/6J小鼠以運動活動、強迫游泳、開放場地和懸尾試驗,在攝影機記錄軌跡後以ImageJ 軟體評分。之後小鼠進行採血,犧牲後進行器官採集對ET進行定量檢測。

結果顯示,ET口服後高度分布在大腦,由於銀杏在過去研究也有抗憂鬱作用,因此有一組餵食銀杏葉萃取。在小鼠不動紀錄中,10%金蠔菇萃取同等於ET 120 mg/100 g飲食,可見金蠔菇萃取中也含有ET。銀杏葉萃取也有同等功效。從開放區域試驗來看,銀杏葉萃取還具有抗焦慮作用,但 ET沒有。

就結果而言,含有麥角硫因的飲食大大增加了血漿和大腦中的麥角硫因濃度,並顯著減少了強迫游泳試驗(FST)和懸尾試驗(TST)的不動時間。顯示抗抑鬱樣作用所需的金蠔菇萃取量(~37 mg/天)對應於人類最多 8 克/天。在接受含金蠔菇萃取飲食的小鼠中,雙皮質素陽性細胞基礎濃度顯著增加,表明促進了神經元分化。因此,口服攝取的麥角硫因穿過 BBB 轉運到大腦中,在那裡它可以促進神經元分化並在達到的日常攝取濃度下減緩憂鬱症狀。

Food-derived hydrophilic antioxidant ergothioneine is distributed to the brain and exerts antidepressant effect in mice

預防壓力造成的睡眠障礙功能:

這項研究來自於2020年5月的Translational psychiatry期刊,東京都醫學科學研究所Matsuda等人對SD大鼠在SDS壓力試驗開始前7天口服L-麥角硫因(0.25mg/ml)水溶液,直到社交失敗壓力測試(SDS)第14天結束為止每天持續投藥。給予的濃度為~30 mg/kg/day。用手術進行腦電圖 (EEG) 記錄,並定期進行血液和糞便採集。

結果發現,SDS實驗後大鼠(沒有餵食麥角硫因),在第11天糞便中羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)與麥角硫因呈現正相關,並在體外試驗證實羅伊氏乳桿菌會產生麥角硫因,但在血漿中麥角硫因濃度沒有變化。而口服麥角硫因的確改善大鼠社交迴避行為,降低在快速動眼期(REM)的睡眠,並減少壓力產生的醒來次數(fragmentations)。

總而言之,羅伊氏乳桿菌的代謝物麥角硫因可作為社會壓力抑制的候選分子,口服麥角硫因顯著防止了類似憂鬱症(MDD-like)社交迴避和睡眠異常。麥角硫因在未來可作為壓力相關疾病包括憂鬱症中的預防性使用。另外,糞便麥角硫因的增加可以作為有效的憂鬱症生物檢測因子。

Ergothioneine, a metabolite of the gut bacterium Lactobacillus reuteri, protects against stress-induced sleep disturbances

抗癲癇功能:

這項研究來自於2020年8月的Neurochemical Research期刊,金澤大學醫學、製藥和健康科學研究所藥學院Nishiyama等人,以PTZ (pentylenetetrazole)誘導急性癲癇發作。發現去除OCTN1基因的小鼠具有顯著抑制癲癇發作的功能。

結果發現OCTN1缺陷小鼠以及口服麥角硫因(50 mg/kg)持續一周,兩者皆顯著降低PTZ (35 mg/kg) 每48小時腹腔注射一次共11次誘發癲癇的能力。並顯著提高小鼠活存率。

從OCTN1缺乏小鼠中發現OCTN1的接收物中有一種homostachydrine生物鹼化合物的血液濃度較低,可能就是造成癲癇發作的關鍵,而麥角硫因則會降低腦中homostachydrine的濃度抑制癲癇發作,推測可能與ET抗氧化保護神經元的功能以及在OCTN1的競爭抑制有關,未來可以進一步研究OCTN1是否能作為未來抗癲癇藥物的合適靶點。

Homostachydrine is a Xenobiotic Substrate of OCTN1/SLC22A4 and Potentially Sensitizes Pentylenetetrazole-Induced Seizures in Mice

#樂憶家金頂側耳 #麥角硫因

參考文獻

Nakamichi, N., Nakayama, K., Ishimoto, T., Masuo, Y., Wakayama, T., Sekiguchi, H., … & Kato, Y. (2016). Food‐derived hydrophilic antioxidant ergothioneine is distributed to the brain and exerts antidepressant effect in mice. Brain and behavior6(6), e00477.

Matsuda, Y., Ozawa, N., Shinozaki, T., Wakabayashi, K. I., Suzuki, K., Kawano, Y., … & Tatebayashi, Y. (2020). Ergothioneine, a metabolite of the gut bacterium Lactobacillus reuteri, protects against stress-induced sleep disturbances. Translational psychiatry10(1), 1-11.

Nishiyama, M., Nakamichi, N., Yoshimura, T., Masuo, Y., Komori, T., Ishimoto, T., … & Kato, Y. (2020). Homostachydrine is a xenobiotic substrate of OCTN1/SLC22A4 and potentially sensitizes pentylenetetrazole-induced seizures in mice. Neurochemical Research45(11), 2664-2678.

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