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抗酸化剤とプレバイオティクスの併用は、どちらか一方の単剤療法よりも、去勢雄性ラットの認知機能改善に大きな効果を発揮します
A combination of an antioxidant with a prebiotic exerts greater efficacy than either as a monotherapy on cognitive improvement in castrated-obese male rats.
PMID: 32676884 DOI: 10.1007/s11011-020-00603-5.
抄録
我々自身や他の研究者による以前の研究では、肥満とテストステロン欠乏の両方が認知機能の低下に関連していることが実証されている。また、我々は、プレバイオティクスとN-アセチルシステイン（NAC）が、肥満ラットと去勢雄ラットの認知機能障害を改善することを示してきた。しかし、去勢肥満ラットにおけるNACとプレバイオティクス（イヌリン）、およびそれらの組み合わせの認知機能への影響については、これまで調査されたことがありませんでした。本研究では、NAC とイヌリンが腸内環境を改善し、酸化ストレス、グリア活性化、アポトーシスを減少させることで、去勢肥満ラットの認知機能低下を抑制するという仮説を立てた。雄ウィスターラット（n=36）は、通常の食事（ND：n=6）または28週間の高脂肪食（HFD：n=30）のいずれかで供給された。結果として得られた肥満ラットは、両側乳頭切除術（ORX）を行い、無作為に5つのサブグループ（n=6/サブグループ）に分けた。各サブグループは、ビヒクル、テストステロン補充剤（2mg/kg/日）、NAC（100mg/kg）、イヌリン（10％、w/w）、またはNACとイヌリンの組み合わせの5つの治療法のうちの1つで4週間治療された。その結果、去勢した肥満ラットでは、腸内環境異常、代謝障害、脳病理、認知機能の低下がみられた。脳の病理学的状態のすべては、テストステロン補充、NAC、およびイヌリンの補充によって同等の程度に改善された。興味深いことに、NACとイヌリンの組み合わせは、相乗的に海馬の炎症を減少させ、グリアの形態異常を改善することで、認知機能に最大の有益な効果をもたらした。これらの知見は、NACとイヌリンの組み合わせが去勢雄性ラットの認知機能改善に最大の効果をもたらす可能性を示唆しています。
Previous studies by ourselves and others have demonstrated that both obesity and testosterone deprivation have been related to cognitive decline. We have also shown that a prebiotic and n-acetyl cysteine (NAC) improved cognitive dysfunction in obese rats and castrated-male rats. However, the effects of NAC, a prebiotic (inulin), and a combination of the two on cognition in castrated-obese rats has never been investigated. The hypothesis was that NAC and inulin attenuated cognitive decline in castrated-obese rats by improving gut dysbiosis, and decreasing oxidative stress, glial activation and apoptosis. Male Wistar rats (n = 36) were fed with either a normal diet (ND: n = 6) or a high-fat diet (HFD: n = 30) for twenty-eight weeks. The resultant obese rats had a bilateral orchiectomy (ORX) and were randomly divided into five subgroups (n = 6/ subgroup). Each subgroup was treated with one of five therapies: a vehicle; testosterone replacement (2 mg/kg/day); NAC (100 mg/kg); inulin (10%, w/w), or a combination of the NAC and inulin for four weeks. The results demonstrated that castrated-obese rats developed gut dysbiosis, metabolic disturbance, brain pathologies, and cognitive decline. All of the pathological conditions in the brain were ameliorated to an equal extent by testosterone replacement, NAC, and inulin supplementation. Interestingly, a combination of NAC and inulin had the greatest beneficial effect on cognitive function by synergistically reducing hippocampal inflammation and ameliorating glial dysmorphology. These findings suggest that a combination of NAC and inulin may confer the greatest benefits in improving cognitive function in castrated-obese male rats.