期刊資訊：《Nutrients》2019, Volume. 11, Issue. 10, 2409

研究團隊：Lin A, Shih CT, Huang CL, Wu CC, Lin CT, Tsai YC.

論文題目：Hypnotic Effects of Lactobacillus fermentum PS150 on Pentobarbital-Induced Sleep in Mice

研究探討了發酵乳桿菌 PS150（Lactobacillus fermentum PS150）對改善睡眠的顯著助眠潛力。這項發表於《Nutrients》期刊的動物實驗，採用睡眠科學領域常用的戊巴比妥誘導睡眠模型（pentobarbital-induced sleep model）—透過標準化的藥物誘導方式，客觀評估益生菌對入睡速度與睡眠時長的影響。

實驗結果顯示，攝取PS150能顯著縮短入睡時間、延長睡眠持續時間，且效果優於其他同類菌種，具有高度的菌株特異性。值得注意的是，PS150的助眠效果具有時間與劑量相關性，對咖啡因引起的睡眠障礙同樣有緩解作用。

PS150可能透過調節下視丘中腺苷A1受體的基因表現來影響睡眠的機制。PS150益生菌展現了透過菌腸腦軸調節中樞神經系統的潛力，為PS150作為改善失眠的天然膳食補充品提供了科學依據。

PS150與常見助眠藥物有什麼不同？

PS150與常見助眠藥物（如實驗中使用的抗組織胺藥物苯海拉明DIPH）在多個面向有所不同：

1. 作用範圍與指標的差異

• 睡眠參數的改善：連續攝取14天的PS150菌株，顯著縮短了入睡潛伏期（縮短入睡所需時間）、延長了睡眠持續時間，並縮短了恢復時間（甦醒後恢復活動所需的時間）。
• 助眠藥物的侷限：相較之下，苯海拉明（DIPH）在實驗中僅能延長睡眠持續時間，對於縮短入睡潛伏期或改善甦醒後的恢復時間並沒有顯著效果。

2. 對咖啡因干擾的應對能力

• PS150的睡眠保護作用：PS150能減輕由咖啡因引起的睡眠障礙，特別是能抵消咖啡因導致的睡眠時間縮短。
• 藥物的限制：實驗顯示，藥物控制組（DIPH）無法減輕咖啡因對睡眠持續時間的負面影響。

3. 作用機制的不同

• 腺苷受體調節：PS150的機制可能與增加下視丘中腺苷A1受體 (A1R) 的基因表現有關。腺苷是一種抑制性神經傳導物質，有助於促進睡眠。
• 抗組織胺途徑：苯海拉明則是透過抗組織胺途徑（阻斷組織胺H1受體）來發揮催眠作用。

4. 發揮作用的時間特性

• 時間與劑量依賴性：PS150的效果具有時間依賴性，通常需要連續攝取（例如7-14天以上）才會顯現效果，這可能與其需要在腸道定殖並透過「菌腸腦軸 (MGBA)」逐漸調節有關。
• 速效性藥物：傳統助眠藥物通常是單次給藥（如實驗中在測試前30分鐘給藥）即可產生立即性的效果，但不建議長期使用。

5. 對自發運動與覺醒後的影響

• 活動力不變：PS150不會改變小鼠的自發運動能力，且理想的助眠效果不應影響睡醒後的清醒狀態，PS150在縮短恢復時間方面的表現符合此一特點。
• 藥物副作用：苯海拉明（DIPH）在實驗中被觀察到會改變小鼠在開放場域測試中的運動活動（增加在中央區域的時間與總移動距離），可能反映出其藥理活性對神經系統產生的其他負面影響。

6. 安全性與長期使用

• 安全分類：PS150屬於精神益生菌，在分類上被認為是安全的膳食補充劑（具備EFSA建議的QPS安全資格證明），適合作為傳統助眠藥物的替代方案。
• 藥物依賴與風險：許多用於治療失眠的藥物由於潛在的不良反應，通常不建議長期依賴使用。

什麼是腺苷A1受體？它如何影響睡眠？

腺苷A1受體（Adenosine A1 receptor, A1R）分布於大腦中，主要與抑制性神經傳導物質「腺苷（Adenosine）」結合。腺苷及其受體系統在調節睡眠與覺醒週期中扮演著核心角色。

以下是腺苷A1受體影響睡眠的主要方式：

1. 抑制覺醒相關神經元

腺苷能透過與A1受體結合，降低下視丘中食慾素（Orexinergic）與組織胺（Histaminergic）神經元的活性。由於這兩類神經元主要負責維持清醒狀態，當它們的活性被抑制時，便能有效促進睡眠。

2. 促進非快速動眼期（NREM）睡眠

在下視丘的結節乳突核（Tuberomammillary nucleus）中，腺苷透過A1受體抑制組織胺系統，進而促進非快速動眼期（NREM）睡眠，此機制有助於啟動睡眠並維持睡眠的深度。

3. 對抗咖啡因的干擾

咖啡因是腺苷受體的拮抗劑，會干擾腺苷的正常功能。研究指出，PS150能夠顯著增加下視丘中A1受體的基因表現，有助於增強腺苷系統的信號傳遞，進而減輕由咖啡因引起的睡眠障礙。

除了 A1 受體，PS150 會影響 GABA 分泌嗎？

研究結果顯示PS150並非透過自身分泌GABA，機轉路徑如下：

1. PS150並不直接產生 GABA

• 實驗結果：研究人員對PS150進行了體外測試，觀察其是否能從前驅物（麩胺酸鈉）合成GABA。結果顯示，透過薄層層析法（TLC）分析其培養上清液後，PS150並不會產生 GABA。
• 菌株差異：文獻中雖提到某些特定的乳酸桿菌屬（Lactobacillus spp.）菌株具有合成GABA的能力，且被視為「精神益生菌」的特徵之一，但 PS150並不具備此特性。

2. 與GABA受體的間接關聯

• 藥物作用機制：本研究使用的實驗模型是「戊巴比妥（Pentobarbital）誘導睡眠」。戊巴比妥是一種會活化中樞神經系統中GABA _A型受體的藥物，進而產生鎮靜與催眠效果。
• 協同效果：PS150能夠縮短入睡所需時間並延長睡眠持續時間，這顯示它與活化GABA受體的藥物具有協同改善睡眠的效果，但並非直接分泌GABA。

研究重點摘要

1. 菌株專一性

• 研究比較三株發酵乳桿菌：PS150、PCC（市售腸胃保健益生菌）與 ATCC 14931（分類學模式菌株）。
• 每日10⁹ CFU、連續14天投予下，僅PS150顯著縮短入睡潛伏期並延長睡眠持續時間（p<0.05）；另兩株無顯著效果。
• ERIC-PCR等基因指紋分析顯示PS150與PCC屬同一遺傳譜系，但僅 PS150具助眠活性。
• 益生菌功能具高度菌株專一性，基因親緣相近並不保證相同的生理作用。

2. 與抗組織胺類助眠藥的比較

• 藥物對照採苯海拉明（DIPH，20 mg/kg），為臨床常見抗組織胺類助眠成分。
• DIPH僅延長睡眠持續時間，對入睡潛伏期與甦醒時間無顯著改善。
• PS150則同時縮短入睡潛伏期並延長睡眠持續時間，作用面向較完整。
• 安全性觀察：曠野測驗中DIPH會改變運動活性，PS150則否，顯示其未造成明顯運動抑制。

3. 對咖啡因誘導睡眠干擾的緩解

• 咖啡因（15 mg/kg）會延長入睡潛伏期、縮短睡眠持續時間，用以模擬短期睡眠干擾。
• 連續投予PS150（10⁹ CFU／天）28天後，可顯著縮短入睡潛伏期（p<0.05），並恢復咖啡因所減少的睡眠持續時間。
• 相同條件下DIPH無法恢復此減少的睡眠持續時間，顯示PS150於此情境作用相對較強。
• 時間依賴性：此效果於第28天較明顯出現。

4. 劑量與時間依賴性——有效劑量與作用時序

• 劑量閾值：每日10⁹ CFU有效；10⁸ CFU則無睡眠改善。
• 作用時序（以有效劑量投予）：睡眠持續時間於第4天、入睡潛伏期於第7天、甦醒時間於第14天起改善。
• PS150需先於腸道定殖並與宿主菌群互動，再經菌腸腦軸逐步調節睡眠，因而呈現時間時間依賴。

5. 作用機制：下視丘腺苷A1受體

• 連續投予PS150菌株28天，可顯著上調未受咖啡因處理小鼠下視丘中腺苷A1受體（A1R）的基因表現量（mRNA層次，p<0.05）。
• A2A受體（A2AR）與腺苷合成酵素NT5e則無顯著變化。
• 腺苷為抑制性神經傳導物質，可經A1R抑制食慾素與組織胺神經元活性而促進睡眠。

科學意義與未來展望

本研究具有兩項重要的科學意義：首先，它是最早以單一益生菌菌株系統性檢驗助眠潛力的研究之一；其次，研究將行為層面的助眠效果，直接連結至下視丘腺苷A1受體的基因表現，為「益生菌如何透過菌腸腦軸影響睡眠」提供了初步的機制線索。

相較於傳統安眠藥透過強制抑制中樞神經來誘導睡眠，PS150的作用模式更接近調節內源性睡眠訊號——且實驗顯示不影響清醒後的運動活性，提示其不具明顯的鎮靜殘留效應。就安全性而言，PS150所屬菌種已獲歐洲食品安全局（EFSA）合格安全推定（QPS）認證，作為天然膳食補充品的使用基礎相對穩固。

此研究對象為小鼠、採藥物誘導睡眠模型、尚未使用多項生理睡眠檢查與排除戊巴比妥與益生菌的交互作用。未來仍需以腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）釐清其對睡眠架構的實際影響，並經人體臨床試驗驗證。

研究團隊於2021年（Scientific Reports）已以多項生理睡眠檢查觀察到：PS150可回復「初夜效應」壓力模型小鼠的非快速動眼（NREM）睡眠時間，為此機制補上更直接的生理證據。

整體而言，PS150在益生菌與睡眠的研究領域中，提供了一個科學邏輯清晰、機制假說可驗證的起點——也讓天然助眠的可能性，從概念更進一步走向科學實證。

期刊資訊：《International Journal of Molecular Sciences》2026, Vol. 27, Issue. 11, 5108

研究團隊：Deng FS, Cai YL, Lin WH, Wu CC, Tsai YC.

論文題目：A Probiotic Mixture Neuralli™-CORE Attenuates DSS-Induced Colitis by Enhancing Gut Microbiota Resilience in Mice

在益生菌與腸道健康的科學研究中，本研究探討了複合益生菌Neuralli™-CORE展現出緩解腸道發炎的顯著潛力。這項發表於《International Journal of Molecular Sciences》期刊的動物實驗，採用葡聚糖硫酸鈉誘導結腸炎模型（DSS-induced colitis model）——這是腸道發炎研究領域廣泛使用的標準化實驗方法，用於模擬人類發炎性腸道疾病（IBD）的病理狀態。

實驗結果顯示，補充該益生菌能顯著降低疾病活動指數（DAI）、減緩體重流失，同時改善結腸組織損傷、降低全身性發炎因子水平，呈現出多面向的腸道保護作用。

在腸道菌相機制上， CORE的作用方式有別於一般認知：它並非試圖完全「重建」受損菌群結構，而是透過增強菌相韌性來對抗發炎壓力。其中特定益生菌菌株促進了有助腸道黏膜修復的有益菌群（包括Muribaculaceae）的重新生長，進而加速受損腸道黏膜的修復與癒合。這項研究為Neuralli™-CORE作為穩定腸道生態系統、緩解腸道發炎的天然膳食補充品提供了科學依據。

什麼是「腸道菌群韌性」？這項研究如何定義它？

「腸道菌群韌性」（Gut Microbiota Resilience）是指微生物生態系統抵抗干擾、並在壓力後恢復的能力。研究中對「腸道菌群韌性」的具體定義與觀察指標包含以下兩個面向：

1. 緩衝急性期的擾動（抵抗力）

研究發現，複合益生菌Neuralli™-CORE (CORE) 的作用並非完全防止失調，而是在急性發炎階段（急性期）緩解了微生物多樣性（α-diversity）的早期下降。

• 在DSS誘發結腸炎的期間（第18天），攝取CORE的小鼠能將微生物多樣性維持在與基準線相當的水準，而未攝取的小鼠多樣性則明顯下降。
• 在壓力下「穩定」生態系統的能力被視為韌性的表現。

2. 促進恢復期的特定菌群重現（恢復力）

在恢復階段，韌性體現於特定微生物特徵的重新出現。

• 研究指出，CORE促進了具有抗發炎功能的特定菌群重新生長，包括與腸道黏膜保護及短鏈脂肪酸產生相關的Duncaniella與Muribaculum（同屬Muribaculaceae科）。這類菌群通常在健康腸道中佔有一席之地，卻往往在發炎狀態下大幅減少。
• 這些特定菌群在恢復期的重現模式，與CORE介入後、但在DSS暴露前的基準線特徵相似。顯示出CORE不只是「壓制發炎」，而是協助腸道微生態回歸原本的穩定配置。

3. 「韌性」與「修復」的區別

研究強調，「增強韌性」比「完全修復」（Restoration）更具生物學意義且更易達成。有效的介入措施，並非一定要將菌群組成完全恢復到病前的原始狀態，而是要讓生態系統具備抵抗壓力的緩衝能力，並在受傷後促進恢復。

Neuralli-CORE 包含哪些特定的益生菌菌株？如何減緩小鼠腸道發炎？

Neuralli-CORE 是由5種特定益生菌組成的複合益生菌配方，包含以下：

1. 長雙歧桿菌 (Bifidobacterium longum)：被認為能增強上皮屏障完整性、調節黏膜免疫反應，並在結腸炎模型中減少促炎細胞激素的產生。
2. 乳酸乳球菌 (Lactococcus cremoris)：已知能強化緊密連接（tight junction）功能，並調節與腸道發炎相關的宿主免疫信號通路。
3. 副乾酪乳桿菌 (Lacticaseibacillus paracasei)：透過抑制發炎介質和調節腸道免疫反應，展現出抗發炎和抗氧化特性。
4. 發酵乳桿菌 (Limosilactobacillus fermentum)：在腸道發炎條件下，具有抗氧化活性，並能調節活性氧（ROS）與發炎細胞激素的產生。
5. 鼠李糖乳桿菌 (Lacticaseibacillus rhamnosus)：透過產生生物活性代謝物和調節腸道免疫功能，參與維持黏膜穩態。

主要透過增強腸道菌群韌性、調節發炎細胞激素以及保護腸道屏障等機制來減緩小鼠的腸道發炎。其核心價值在於提升微生物生態系統抵抗干擾與災後恢復的能力，具體的作用方式如下：

1. 增強腸道菌群韌性 (Gut Microbiota Resilience)

• 減少多樣性流失：在急性發炎期，CORE幫助小鼠維持微生物的α-多樣性，防止其像未受保護的小鼠那樣大幅下降。
• 促進特定益菌重現：在恢復期，CORE促進了與抗發炎相關的特定菌屬的重新生長。
• 恢復代謝功能：透過功能預測發現，CORE可能促進短鏈脂肪酸（特別是丁酸鹽 Butyrate）的生合成途徑，這有助於維持腸道穩態並支持黏膜修復。

2. 調節系統性與局部發炎反應

CORE能有效下調多種發炎標記物，改善發炎後的組織重構：

• 降低血清促炎因子：顯著降低循環系統中的PTX2（反映組織損傷）、CHI3L1（上皮壓力指標）、CXCL13（與免疫細胞招募有關）及MMP-2（與組織重塑有關）的水平。
• 減輕局部組織發炎：在大腸組織中，CORE傾向於減少促炎因子IL-1β的表達，並調節抗發炎因子IL-10的水平。

^{圖一、CORE 能有效減緩系統性發炎反應並促進組織修復}

3. 保護腸道屏障與減輕病理損傷

CORE透過物理性與細胞級別的保護，減緩DSS造成的結構破壞：

• 減少中性粒細胞浸潤：顯著降低大腸組織中MPO（髓過氧化物酶）的活性，顯示其能減輕免疫細胞過度浸潤造成的炎症
  • CORE組MPO 陽性區域為10.29 ± 1.20% vs. DSS組為19.03 ± 3.73%）
• 保護黏膜結構：減少上皮侵蝕、隱窩損傷與黏膜水腫，並在一定程度上維持杯狀細胞（goblet cells）數量與黏液屏障的完整性。
  • CORE組的Alcian blue陽性區域（杯狀細胞與黏液）為28.42 ± 3.30%，較DSS組（22.39 ± 2.05%）有恢復趨勢。
• 改善臨床症狀：最終體現於降低疾病活動指數（DAI分數）、減緩體重減輕，並加速受損後的恢復速度。
  • 在第23天，CORE組的DAI為6.8 ± 0.37，顯著低於DSS組的8.2 ± 0.37 (p=0.0055)。
  • 體重維持在基準線的93.14 ± 5.03%，優於 DSS 組的90.64 ± 4.74%。

研究中提到的丁酸鹽如何幫助修復腸道黏膜？

丁酸鹽（Butyrate）被視為一種關鍵的短鏈脂肪酸（SCFA），在修復腸道黏膜與維持腸道穩態中扮演重要角色。

以下是研究中提到的丁酸鹽如何幫助修復腸道黏膜的具體方式：

1. 作為代謝產物支持黏膜復原

研究透過功能預測分析（PICRUSt2）發現，攝取CORE的小鼠，其腸道菌群中與丁酸鹽生合成相關的代謝途徑顯著增加（例如：乙酰輔酶 A 發酵至丁酸鹽途徑、丙酮酸發酵至丁酸鹽途徑）。

研究人員推測，CORE補充劑部分恢復了因 DSS 誘導而受損的短鏈脂肪酸產量，進而促進受損黏膜的修復並有助於維持腸道環境的穩定（Homeostasis）。

2. 增強腸道「韌性」與炎症消退

丁酸鹽被認為是支持「微生物代謝輸出」的核心，能支持腸道韌性（Resilience）發炎後的恢復動態。不僅能幫助緩解發炎，還能提供能量來源以支持上皮細胞的修補，從而加速從結腸炎引發的組織損傷中康復。

3. 與關鍵益菌的協同作用

研究指出，CORE介入後顯著提升了Muribaculaceae科（特別是 Muribaculum 菌屬）的豐富度。

• 正相關關係：Muribaculum的豐富度與丁酸鹽水平呈正相關。
• 功能：這些細菌透過產生丁酸鹽等代謝物，與宿主產生積極的交互作用，進而減輕結腸炎的病理損傷。

4. 改善組織學特徵

數據顯示CORE組（其丁酸鹽代謝路徑較活躍）在組織修復上有明顯表現：

• 保護杯狀細胞：CORE組展現出恢復Alcian blue陽性區域（代表杯狀細胞與黏液分泌）的趨勢，對於維持物理性的黏液屏障至關重要。
• 減輕上皮壓力：與丁酸鹽產量恢復相關的菌群變化，也伴隨著血清中上皮壓力指標CHI3L1的下降，顯示黏膜層整體的修復品質得到提升。

研究重點摘要

1. 作用機制以「提升微生物群系韌性」為核心

微生物群系韌性定義為生態系統抵抗擾動、並於壓力解除後恢復其組成與功能的能力。整體呈現穩定生態系統、而非強行逆轉菌相的調節模式。

• 發炎急性期：CORE減緩腸道微生物多樣性的下降，顯示緩衝（buffering）效果。
• 恢復期：CORE將Tenericutes（軟壁菌門）相對豐富度回復至與正常對照組相當的水平。

2. 五菌株多靶點協同配方

CORE 由五株功能互補的菌株組成，同時調控腸道屏障與免疫訊號：

• Bifidobacterium longum（長雙歧桿菌）：維持上皮屏障完整性。
• Lactococcus cremoris（乳酸乳球菌）：促進黏膜恆定與宿主互動。
• Lacticaseibacillus paracasei（副乾酪乳桿菌）：抗發炎與抗氧化。
• Lacticaseibacillus rhamnosus（鼠李糖乳桿菌）：支持緊密連接蛋白（tight junction）功能。
• Limosilactobacillus fermentum（發酵乳桿菌）：調節活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）與促發炎細胞因子。
• 多靶點協同優於單純增加菌種數量，研究觀察到CORE組呈現較有效的黏膜修復。

3. 系統性發炎與代謝功能的調節

丁酸鹽為腸道上皮細胞的主要能量來源，與黏膜修復相關。

• 血清細胞因子：CORE 降低 PTX2、CHI3L1、CXCL13 與 MMP-2，對應上皮應激、免疫細胞招募與組織重塑的改善。
• 代謝路徑：CORE支持短鏈脂肪酸（SCFA）、特別是丁酸鹽（butyrate）生成相關的代謝路徑。

4. 縮短恢復期（量化結果）

兩組在發炎誘導期的嚴重程度相近，差異主要顯現於恢復期。

• 疾病活動指數（DAI）：第23天CORE組顯著低於DSS組（6.8 vs. 8.2，p<0.01）。
• 體重維持：CORE組93.14% vs. DSS組90.64%，呈趨勢性差異（p=0.057）。

5. 關鍵守護菌群Muribaculaceae

• Muribaculaceae家族的豐富度與疾病嚴重程度呈負相關。
• CORE於發炎前的兩週階段，即提高其初始數量。
• Duncaniella：豐富度與腸道損傷程度降低相關。
• Muribaculum：豐富度與丁酸鹽生成相關。

尚未發炎期所建立的有益菌，可能有助於恢復期的菌相重建。

科學意義與未來展望

本研究的主要貢獻在於將益生菌的評估焦點從「菌相恢復原狀」轉向「菌相韌性」：在發炎壓力下穩住多樣性、加速有益菌群重現，並維持丁酸鹽等關鍵代謝路徑的運作。

這項發現對功能性益生菌的設計思維具有實質意義。Neuralli™-CORE的多菌株協同配方—涵蓋腸道屏障維持、免疫調節與短鏈脂肪酸（SCFA）代謝支持——在面對複雜發炎機制時，比單純堆疊菌種數量更具保護效益。研究也揭示一個值得關注的時機效應：發炎前建立Muribaculaceae等有益菌群的存在，與恢復期菌相重建表現密切相關，顯示益生菌的補充時機可能是影響保護效果的關鍵變數。 複合益生菌Neuralli™-CORE的具體作用機制、有效劑量及對人體發炎性腸道疾病的適用性，有待未來臨床試驗進一步驗證。

期刊資訊：《Food Funct》2022. Vol. 13, Issue. 17, 8907-8919

研究團隊：Wu SI, Wu CC, Cheng LH, Noble SW, Liu CJ, Lee YH, Lin CJ, Hsu CC, Chen WL, Tsai PJ, Kuo PH, Tsai YC.

論文題目：Psychobiotic supplementation of HK-PS23 improves anxiety in highly stressed clinical nurses: a double-blind randomized placebo-controlled study

本文探討了精神益生菌HK-PS23（熱去活副乾酪乳桿菌 PS23）對於處於高壓環境下臨床護理師的健康影響。透過為期８週的雙盲隨機對照試驗，研究發現攝取PS23能顯著降低參與者的血清皮質醇（壓力荷爾蒙）濃度。

針對高焦慮族群的次群體分析進一步顯示，HK-PS23有助於改善焦慮狀態並提升工作滿意度。此外，透過穿戴式裝置監測，研究也觀察到該菌株在提升睡眠品質方面的潛在效益。整體而言，HK-PS23被證實具有緩解壓力與焦慮的功效，能作為高壓從業人員維護心理健康的食品補充選擇。這項研究成果強調了精神益生菌透過腸腦軸線調節精神狀態的可行性與臨床證據。

研究顯示 HK-PS23 對於皮質醇有什麼影響？

HK-PS23（熱去活副乾酪乳桿菌PS23）對於皮質醇（Cortisol）有以下顯著影響：

• 顯著降低血液皮質醇水平：在為期8週的雙盲隨機對照試驗後，與安慰劑組相比，HK-PS23組的血清皮質醇水平顯著下降。在統計學上，皮質醇水平在「組別與時間」的交互作用中達到了顯著差異（p=0.043）。
• 在高度壓力和焦慮人群中效果更明顯：
  • 針對高壓子群體（感知壓力量表，Perceived Stress Scale, PSS評分≥33）的分析顯示，攝取 HK-PS23 的護理師在皮質醇水平上表現出顯著的組間差異（p=0.037）。
  • 針對高焦慮子群體（狀態-特質焦慮量表STAI評分≥103）的分析也同樣證實，攝取 HK-PS23後，皮質醇水平的變化具有顯著的 組別 x 時間 交互作用（p=0.029）。
• 調節機制：長期的心理壓力會觸發下視丘-垂體-腎上腺軸（HPA axis），導致血液中皮質醇水平上升。HK-PS23可透過腸腦軸（gut-brain axis）調節微生物群並減少發炎反應，進而影響中樞神經系統的化學物質傳導，達到調節HPA軸並降低壓力賀爾蒙的效果。

^{圖一、HK-PS23 顯著降低血液皮質醇水平}

高壓力族群在使用 PS23 後，睡眠品質與工作滿意度有何變化？

對於高壓力或高焦慮的子群體，補充精神益生菌HK-PS23後，在睡眠品質與工作滿意度方面，確實觀察到了顯著的變化與改善：

1. 睡眠品質的變化

研究透過Fitbit智慧手錶監測受試者的睡眠數據，發現在特定子群體中，HK-PS23有助於提升睡眠品質指標：

• 高焦慮子群體 (STAI ≥ 103)：攝取HK-PS23的受試者，入睡後甦醒時間 (WASO) 平均減少了78.22分鐘 (p=0.005)，且淺層睡眠時間也減少了77.42分鐘 (p=0.008)。
• 高壓力子群體 (PSS ≥ 33)：受試者的REM（快速動眼期）睡眠百分比顯著下降（減少約3.12%）。
• 數據解讀：WASO、淺層睡眠及REM睡眠比例的減少，通常被視為睡眠品質提升的徵兆。雖然高壓力組的總睡眠時間有所減少，但這並不代表睡眠不足，因為其主觀的睡眠困擾量表（Insomnia Severity Index, ISI）並未顯示惡化。

2. 工作滿意度的變化

在工作相關的心理指標方面，HK-PS23對於壓力感受最強的人群展現了獨特效益：

• 高壓力子群體 (PSS ≥ 33)：分析顯示，補充HK-PS23的護理師在工作滿意度(Job satisfaction)上有顯著提升，且與安慰劑組相比，達到了統計學上的組別與時間交互作用顯著差異 (p < 0.01)。
• 對比效果：在全體受試者的分析中，雖然兩組的工作滿意度都隨時間有所增加，但僅在高壓力子群體中，HK-PS23組的改善幅度明顯優於安慰劑組。

3. 其他相關心理指標（兩組在時間上均有改善，但 HK-PS23 在特定子群體更有優勢）

除了上述兩項，針對高壓力/高焦慮族群，HK-PS23還帶來了以下改善：

• 知覺壓力量表 (PSS)：
  • HK-PS23組：從基準點的32.29 ± 6.03下降至8週後的23.69 ± 6.40。
  • 安慰劑組：從基準點的31.29 ± 5.25下降至8週後的24.43 ± 8.24。
• 狀態與特質焦慮量表 (STAI)：
  • HK-PS23 組：從基準點的103.35 ± 12.35下降至91.21 ± 14.83。
  • 安慰劑組：從基準點的103.94 ± 12.30下降至95.68 ± 12.96。
• 高焦慮子群體 (STAI ≥ 103) 的狀態焦慮 (STAI-state)：在該群體中，HK-PS23組的改善顯著優於安慰劑組。HK-PS23組由基線55.24分降至41.76分；安慰劑組僅由55.68分降至 48.58分（組別×時間交互作用p=0.043）。

研究重點摘要

1. 即使是「熱去活」菌體，仍具神經調節潛力

• HK-PS23為熱去活（heat-killed）的副乾酪乳桿菌PS23，屬不具活性的菌體（後生元，postbiotic）；每日劑量約200億菌體（每顆300 mg／約100億菌，每日2顆），連續攝取8週。
• 過去動物研究顯示，PS23無論活菌或熱去活形式，皆可經腸腦軸改善壓力誘發的焦慮與憂鬱相關行為；本試驗為首次於人體驗證熱去活PS23的研究。顯示菌體的結構成分與代謝產物本身即可能參與神經生理調節，而非僅依賴活菌定殖。

2. HK-PS23 顯著降低壓力荷爾蒙皮質醇

• 研究納入臺灣北部醫學中心70名護理人員（PSS-10 ≥ 27），隨機分為 HK-PS23組與安慰劑組各35人。
• 兩組多數量表（壓力、焦慮、睡眠等）皆隨時間改善，但主要指標PSS 的改善幅度兩組相當（p=0.915）。
• 全體受試者中具顯著組間差異的指標為血液皮質醇（cortisol）：HK-PS23組下降幅度顯著優於安慰劑（組別×時間交互作用p=0.043）。
• 皮質醇為HPA軸活性的客觀指標，下降代表壓力相關的神經內分泌反應趨於緩和。

3. 基線焦慮越高，狀態焦慮的改善越明顯

• 以STAI總分中位數（103 分）的高焦慮子群體中，「狀態焦慮」（STAI-state）的改善顯著優於安慰劑（組別×時間交互作用p=0.043）。
• 同一子群體中，皮質醇亦呈顯著組間差異，顯示HK-PS23對較高焦慮者更具調節潛力。

4. 睡眠時間雖短，睡眠結構趨於紮實

• 高壓子群體（PSS ≥ 33）：HK-PS23組總睡眠時間較短（−50.24分鐘／日，p=0.002）、快速動眼期（REM）比例較低（−3.12%，p=0.007）。
• 高焦慮子群體（STAI ≥ 103）：入睡後清醒時間（WASO）較短（−78.22分鐘，p=0.005）、淺睡期較短（−77.42分鐘，p=0.008）。
• 研究者認為WASO、淺睡期與REM下降可能反映睡眠品質提升；惟總睡眠時間縮短未必代表睡眠不足，且主觀失眠量表（ISI）兩組無顯著差異。

5. 高壓族群的工作滿意度顯著提升

• 在高壓子群體（PSS ≥ 33）中，皮質醇與「工作滿意度」（job satisfaction）皆呈顯著組間差異（工作滿意度交互作用p<0.01）。
• HK-PS23組另於工作壓力（p=0.007）、心理健康（p=0.014）等項目較基線顯著改善，安慰劑組則否；惟除工作滿意度外，這些項目的組間差異未達顯著（屬組內隨時間改善）。
• 顯示在高壓族群中，能明確歸因於HK-PS23的職場相關效益，主要為工作滿意度的提升。

科學意義與未來展望

本研究首次以人體隨機對照試驗，將過去腸腦軸與精神益生菌 PS23（psychobiotic）的研究，延伸至真實高壓職業情境。在全體層級，HK-PS23 最明確且優於安慰劑的效益為降低皮質醇（壓力荷爾蒙）——此與動物實驗（降低小鼠皮質固酮）及人體植物乳桿菌PS128的研究結果一致，並以客觀生物標記佐證。

由於採用熱去活菌體，因此其效益在機制上顯示，菌體成分與代謝產物可直接參與調節，在應用上則具有較佳的製程穩定性與保存特性，研究期間亦未見與介入相關的不良事件，安全性與耐受性良好。

本研究定位為探索性的前導試驗，多數主觀量表的改善屬兩組共有的時間效應；對狀態焦慮、工作滿意度與睡眠結構的助益，則主要見於焦慮或壓力較高的子群體。受限於樣本數較小、幾乎全為女性護理人員、單一中心試驗，未來宜以更大規模、多中心且族群更多元的隨機對照試驗，並納入劑量最佳化、腸道菌相與更多的客觀發炎指標，以進一步驗證HK-PS23作為壓力與焦慮輔助管理的方案。

期刊資訊：《J Psychiatr Res》2023, Vol. 166, 1-9

研究團隊：Kong XJ, Kang J, Liu K.

論文題目：Probiotic and intra-nasal oxytocin combination therapy on autonomic function and gut-brain axis signaling in young children and teens with autism spectrum disorder

本研究探討了益生菌與催產素聯合療法對自閉症譜系障礙（Autism Spectrum Disorder, ASD）青少年及兒童的影響。研究發現，相較於安慰劑或單一治療，PS128與噴鼻式催產素的組合，能更顯著地改善患者的自律神經功能與心率變異度（HRV）。

數據顯示，這種協同療法產生的生理變化與自閉症核心症狀（如社交障礙與異常行為）的減輕具有高度相關性。研究結論指出，腸腦軸線在自閉症病理中扮演關鍵角色，且自律神經指標可作為監測治療效果的重要生物標記，研究成果為未來開發更具成本效益且副作用較小的自閉症輔助療法提供了科學依據。

益生菌與催產素結合療法如何改善自閉症核心症狀？

植物乳桿菌PS128（Lactobacillus plantarum PS128）與催產素（Oxytocin, OT）結合療法主要透過腸腦軸調節自主神經系統與神經傳導，進而改善自閉症的核心症狀。

以下是結合療法改善ASD核心症狀的主要方式與機制：

顯著改善自主神經功能（Autonomic Function）

自主神經功能障礙在ASD患者中相當常見，通常表現為交感神經亢進或副交感神經活性降低。

• 提升心率變異度（HRV）：研究發現，接受結合療法的受試者在評估HRV的最核心時域分析指標上有顯著改善，包括RMSSD（均方根值）、SDNN（標準差）和pNN50（相鄰間期差值大於 50 毫秒的百分比）。
• 增強迷走神經活性：這些HRV指標的提升反映了心臟迷走神經（副交感神經）功能的增加。
• 協同效應：與單獨使用益生菌或單獨使用催產素噴霧相比，結合療法對 HRV指標的改善更為顯著。

生理指標與核心症狀的改善呈正相關

研究指出，自主神經系統指標的變化與ASD行為量表的得分改善密切相關：

• 社交行為改善：HRV指標（如pNN50）的增加與社交反應量表（SRS）總分及其亞量表（包括社交覺知、認知、溝通、舉止和動機）得分的降低（即症狀改善）顯著相關。
• 異常行為減少：平均心率的變化與異常行為檢核表（Autism Behavior Checklist, ABC）總分的改善相關。這顯示自主神經功能的調節可能有助於減輕ASD患者的過度焦慮或情緒不穩等特徵。

優化催產素信號傳導機制

催產素對社交認知和情緒調節至關重要，但外源性催產素（如鼻噴劑）具有半衰期短、難以穿透血腦障壁等限制。

• 內外源補充互補：植物乳桿菌PS128被認為可能像某些羅伊氏乳桿菌（L. reuteri）菌株一樣，透過迷走神經依賴路徑促進內源性催產素的釋放。
• 更穩定的療效：益生菌產生的內源性催產素較外源性補充更自然、穩定且持久。兩者結合能更有效地針對催產素信號傳導進行治療，建立更有效的治療模式。

調節神經傳導物質

研究指出，PS128在動物研究中顯示能增加腦部多巴胺（Dopamine）和血清素（Serotonin）的水平。這些神經傳導物質與社交獎勵機制及自主神經調節息息相關，進一步強化了結合療法對行為與社交功能的正面影響。

心率變異度（HRV）在自閉症診斷中扮演什麼角色？

心率變異度（HRV）非侵入性的生物標記（Biomarker），反映患者自主神經系統的狀態。

以下是HRV在自閉症診斷中的具體角色與功能：

作為自閉症的共通性生物標記

來源指出，HRV降低被視為自閉症患者中的一個共通標記（Common marker）。HRV代表了自主神經系統中交感神經與副交感神經（迷走神經）之間的平衡狀態。

研究顯示，ASD患者通常存在自主神經功能障礙，表現為心率較高、對任務的反應性降低以及整體HRV降低。

反映自閉症的核心症狀嚴重度

HRV與自閉症的核心症狀有著顯著的相關性，這使其成為評估病情的量化工具：

• 社交與溝通功能：HRV衍生的參數（如pNN50）與社交反應量表（SRS）的得分密切相關。當HRV改善（反映迷走神經活性增加）時，患者的社交覺知、溝通和動機等核心症狀通常也會隨之改善。
• 行為模式：HRV的呼吸性竇性心律不整（Respiratory Sinus Arrhythmia, RSA）指標，被發現能預測限制性與重複性行為的嚴重程度。

用於臨床篩查與診斷輔助

由於HRV指標能反映自閉症患者特有的神經生理狀態，研究提及自律神經系統指標不僅可用於監測治療效果，還能協助進行自閉症的篩查與診斷。例如，嬰兒時期心臟活動的軌跡已被發現能差異性預測未來的自閉症和焦慮症狀。

自閉症亞型的分類基礎

HRV有助於更精準地對自閉症進行分型。研究提及，根據不同的自主神經指標（包括 HRV）將自閉症總結為五種亞型，每種亞型都與不同的神經傳導物質和路徑相關聯。這種基於生理指標的分類方式，有助於未來實現更個人化的精準診斷與治療。

提供神經解剖學與功能深度的洞察

根據「神經內臟整合模型」，大腦中負責自主神經調節與社交情緒調節的區域是重疊的。因此，HRV的測量能讓臨床醫師更深入了解患者社交溝通障礙背後的生物學機制。

結合療法除了改善 HRV 還有哪些效果？

益生菌與催產素的結合療法除了顯著改善HRV外，在自閉症的核心症狀、整體臨床表現、腸道菌群以及神經生理指標方面也展現出多重正面效果：

改善自閉症核心行為症狀

結合療法能有效減輕 ASD 的核心行為缺陷，具體表現在多項標準化評估量表上：

• 社交能力提升：在社交反應量表（SRS）中，受試者在社交覺知、社交認知、社交溝通、社交舉止和社交動機等亞量表上的得分均有改善，顯示其社交互動能力增強。
• 異常行為減少：異常行為檢核表（ABC）的總分呈現改善趨勢，這與自主神經系統功能的調節（如平均心率的變化）密切相關。

整體臨床表現顯著進步

• 臨床整體評量（CGI-I）：研究發現，只有在結合療法組中觀察到「臨床整體印象進步量表（CGI-I）」的顯著改善。這代表醫師或評估者觀察到患者在接受治療後，整體症狀有實質性的進步。

優化腸道微生態與功能

• 菌群剖面改變：結合療法對腸道微生物群的組成和功能產生了比單一療法更顯著的正面影響。此協同效應被認為是透過腸腦軸調節大腦功能的關鍵基礎。

調節神經生理與生化指標

• 降低平均心率：結合療法能降低ASD患者通常較高的基礎心率（Mean HR），使其趨於穩定，這反映了交感神經過度亢進狀態的緩解。
• 優化催產素信號傳導：更自然且穩定調節催產素路徑。PS128可能透過迷走神經促進內源性催產素的釋放，而外源性噴霧則提供即時補充，兩者互補使治療效果更持久。
• 潛在調節神經傳導物質：PS128在動物研究中顯示能增加腦部多巴胺和血清素的水平，這些物質與社交獎勵及情緒穩定直接相關。

臨床數據綜覽

1. 研究設計與受試者

• 採雙盲隨機對照設計，共納入35名年齡介於3至25歲的自閉症類群障礙患者
• 分為三組介入條件：
  • 單獨口服益生菌（L. plantarum PS128）
  • 單獨鼻內噴霧催產素（intranasal oxytocin, IT-OT）
  • PS128與 IT-OT聯合療法
• 主要評估指標為心率變異度（HRV）及相關自主神經系統參數

2. 聯合療法之協同效應

• 聯合療法在調節自主神經功能方面的效益顯著優於兩種單一介入療法
• 關鍵HRV指標之組間比較：
  • RMSSD（反映副交感神經（迷走神經）活性及情緒調節能力）：聯合療法組達 p=0.0005，顯著優於單獨益生菌組（p=0.023）及單獨催產素組（p=0.015）
  • pNN50（反映迷走神經張力）：聯合療法組達 p=0.0012
• 上述結果顯示，腸道菌群介入與神經胜肽補充之結合可產生超加成（supra-additive）的神經生理效益

3. 催產素療效之限制與腸腦軸介入機制

• 外源性鼻內催產素存在以下生理限制：
  • 跨越血腦屏障的效率有限
  • 藥效持續時間短暫
  • 個體間吸收與反應差異顯著
• 特定益生菌菌株（如 L. reuteri 羅伊氏乳桿菌）已被證實可透過迷走神經傳入路徑，活化下視丘旁室核，進而促進內源性催產素分泌。
• PS128具備類似的腸腦軸訊號機制，兩種催產素來源的結合可能形成互補作用：
  • 外源性IT-OT：提供即時但短效之受體刺激
  • 益生菌誘導之內源性催產素：透過迷走神經介導，產生較持續且符合生理節律的分泌模式

4. 基線臨床特徵與治療反應之相關性

• 基線症狀嚴重程度與自主神經改善幅度之間存在顯著正相關，提示治療反應具基線依賴性，基線社會反應量表 (SRS) 與異常行為檢核表 (ABC) 得分較高之受試者，其平均心率 (Mean HR) 之改善更為顯著。
• 基線催產素濃度可作為預測治療反應的潛在指標，為ASD個人化醫療提供了科學依據。

科學意義與未來展望

這項研究在自閉症類群障礙（ASD）的神經生物學治療領域，具有方法論與臨床雙重意義。研究確立了心率變異度（HRV）作為 ASD 介入研究中非侵入性生物標誌物的可行性—對自主神經功能的客觀量化，有效補充了傳統行為量表評估的主觀侷限。

更值得關注的是，PS128 與鼻內催產素的協同效益，支持了「多靶點腸腦軸調控」策略的理論基礎：同步改善腸道菌相組成與中樞神經胜肽系統，可能達到單一催產素介入難以實現的神經調節深度。此外，基線症狀嚴重度與催產素水平對治療反應的預測價值，也為 ASD 精準醫療的生物標誌物框架，提供了初步的實證依據。

未來研究方向將聚焦於三個面向：擴大樣本量以提升統計效力、進行更長期的追蹤以確認療效持續性與安全性，以及釐清 PS128 促進內源性催產素分泌的具體神經傳導機制—這也是實現 ASD 亞型分層個體化治療的關鍵基礎。

期刊資訊：《Int J Mol Sci》2023, Vol. 24, Issue. 7, 6794

研究團隊：Lee YZ, Cheng SH, Chang MY, Lin YF, Wu CC, Tsai YC.

論文題目：Neuroprotective Effects of Lactobacillus plantarum PS128 in a Mouse Model of Parkinson’s Disease: The Role of Gut Microbiota and MicroRNAs

本研究探討了精神益生菌 PS128在帕金森氏症小鼠模型中的神經保護作用。研究發現，口服PS128能顯著改善小鼠的運動障礙，並有效減少多巴胺神經元的流失與腦部的發炎反應。

實驗數據指出，PS128透過調節腸道菌相，進而調控特定的高活性微小核糖核酸miR-155-5p及其靶向蛋白SOCS1，達到抑制神經發炎的效果。此外，PS128還能提升腦部神經滋養因子 (BDNF) 的表現，維持神經系統的穩定，強調了腸腦軸線在帕金森氏症治療中的潛力，並為益生菌作為該疾病的輔助療法提供了科學證據。

miR-155-5p 在帕金森氏症的神經發炎中扮演什麼角色？

在帕金森氏症的神經發炎機制中，miR-155-5p被視為一種關鍵的促發炎微小RNA（microRNA），在調節免疫反應和神經退化過程中扮演重要角色。其具體作用如下：

• 負向調節SOCS1以促進發炎：miR-155-5p是細胞激素訊號抑制因子 1（SOCS1）的負向調節因子。SOCS1是大腦中抑制發炎反應的關鍵抑制劑，而miR-155-5 會抑制SOCS1的表現。當SOCS1減少時，大腦失去了抑制發炎的機制，因而導致神經發炎加劇。
• 介導小膠質細胞的活化與極化：miR-155-5p的異常表現會影響小膠質細胞（大腦中的免疫細胞）的狀態，誘導其向促發炎型「極化」。這會導致促發炎因子（如 TNF-α、IL-1β 和 iNOS）的釋放量增加，進而造成黑質部多巴胺神經元的變性與喪失。
• 在多個組織中表現量上升：在帕金森氏症小鼠模型中，miR-155-5p的表現量在近端結腸、中腦和紋狀體中均顯著升高。這種跨組織的升高趨勢與運動障礙及神經發炎程度密切相關。

作為治療靶點：研究發現，給予植物乳桿菌PS128能顯著降低miR-155-5p的水平，進而上調SOCS1的表現。此調節過程與減輕小膠質細胞活化、減少促發炎細胞激素以及改善運動缺陷（如轉棒測試和窄木條行走測試的表現）直接相關。

PS128 如何透過腸道菌群降低 miR-155-5p 的表現？

植物乳桿菌PS128主要是透過重塑腸道菌群的組成，進而調控miR-155-5p/SOCS1訊號通路來降低miR-155-5p的表現。

具體的作用機制如下：

• 修復腸道菌相失衡：在帕金森氏症模型中，魚藤酮（Rotenone）會導致腸道菌群失調。PS128的介入能顯著改變並恢復糞便微生物的組成。
• 增加特定有益菌屬：PS128介入後，顯著提升了比菲德氏菌 (Bifidobacterium) 和魯米諾克氏菌屬 (Ruminiclostridium_6) 的相對豐富度。研究發現，這兩種菌屬的表現量與組織中miR-155-5p的水平呈顯著負相關。
• 減少有害菌屬：PS128降低了擬桿菌屬 (Bacteroides) 與阿里斯提氏菌屬 (Alistipes) 的豐富度，這兩類細菌被發現與miR-155-5p的表現呈正相關。
• 調節腸腦軸訊號：透過上述腸道菌群的改變，PS128能夠影響腸道與大腦（中腦及紋狀體）中的microRNA表現。當特定益菌增加時，會抑制促發炎的miR-155-5p產生，進而解除其對SOCS1的抑制作用。

PS128 如何透過比菲德氏菌保護大腦？

PS128介入後所增加的比菲德氏菌 (Bifidobacterium)，對大腦及減緩帕金森氏症症狀具有以下具體好處：

• 改善運動協調與平衡能力：研究顯示，比菲德氏菌的豐富度與轉棒測試（rotarod test）的停留時間呈顯著正相關，並與窄木條行走測試（narrow beam test）的耗時呈負相關。亦即比菲德氏菌越多，受試對象的運動障礙則愈輕微，平衡感愈佳。
• 抑制神經發炎關鍵路徑：比菲德氏菌在調節miR-155-5p/SOCS1通路中扮演重要角色。它與大腦（中腦與紋狀體）中的促發炎因子miR-155-5p表現量呈負相關，同時與具保護作用的SOCS1蛋白水平呈正相關。透過此調節能幫助大腦抑制過度的免疫反應。
• 預防多巴胺神經元喪失：作為PS128調節腸腦軸的一部分，比菲德氏菌的增加有助於減少黑質部多巴胺神經元的死亡，並減輕小膠質細胞的異常活化。
• 抑制有害菌引起的連帶發炎：比菲德氏菌能抑制病原菌（如大腸桿菌和肺炎克雷伯氏菌）的過度生長。在帕金森氏症患者中，這些病原菌常因菌相失衡而增加，進而加劇腸道及大腦的神經發炎。
• 提升抗發炎細胞激素：整體機制顯示，比菲德氏菌的增加與大腦中IL-10（抗發炎細胞激素）的提升以及TNF-α（促發炎細胞激素）的下降有關聯，有助於維持大腦環境的穩定。

研究數據綜覽

1. 運動功能改善

• 轉棒測試中，藥物組留存時間約為PS128組的1.64倍；窄木條行走測試中，兩組行走時間差距僅1.08倍，顯示PS128對平衡功能的改善效果接近臨床標準藥物。
• 上述結果支持PS128作為帕金森氏症現行藥物療法的輔助治療劑（adjunctive agent）的定位。

2. 多巴胺神經元保護

• 魚藤酮處理使黑質部TH⁺神經元數量減少約30%；PS128介入可顯著回復神經元存活率並穩定紋狀體多巴胺水平。
• 此保護效果作用於神經元凋亡的上游，機制有別於左旋多巴是以補充多巴胺為主的標準治療策略。

3. 核心分子機制：miR-155-5p／SOCS1路徑

• 魚藤酮誘導後，促炎性 miR-155-5p 在紋狀體、中腦及近端結腸均顯著上調；PS128介入可同步下調腸道與腦部的 miR-155-5p，並回復其靶基因SOCS1的表現（兩者呈顯著負相關，r=−0.7571）
• 近端結腸 miR-155-5p 的先行變化，為腸腦軸「由腸至腦」的訊號傳遞方向提供分子層面的直接支持證據。

4. 腸道菌相重塑

• 16S rRNA定序（公認的細菌分類指標）顯示PS128介入後，菌相出現顯著變化：
  • 增加：Bifidobacterium 及 Ruminiclostridium_6 豐富度上升，與 miR-155-5p 下調及 SOCS1 提升呈正相關。
  • 減少：Bacteroides 及 Alistipes 豐富度降低（此二菌屬在 PD 患者腸道中常見過度增生，且與促炎指標呈正相關）。

5. 神經滋養因子與抗炎效果

• PS128 顯著抑制微膠質細胞活化，並將BDNF及其受體的表現提升至高於健康對照組基準值的水平。
• 魚藤酮模型中 BDNF 基礎值並未顯著下降，PS128 的效果因此反映了主動強化神經元韌性，而非單純防止損耗。

科學意義與未來展望

這項研究在目前帕金森氏症益生菌領域中，提供了涵蓋行為學、神經組織學、菌相定序與分子生物學的跨系統機制證據。結果確認 PS128 的神經保護效果並非來自單一路徑，而是透過腸道菌相重塑、miR-155-5p／SOCS1 軸線調控與 BDNF 系統強化三者的協同作用共同達成。

在方法論上，近端結腸的 miR-155-5p 變化早於腦部出現，為腸腦軸「由腸至腦」的訊號傳遞方向提供了直接的分子層次支持，也凸顯腸道微生物作為神經炎症介入靶點的研究潛力。

值得注意的是，魚藤酮誘導的動物模型雖能重現帕金森氏症的部分神經病理特徵，但在疾病進展速度與菌相組成上，與臨床患者仍存在差距。未來研究方向將聚焦於釐清 miR-155-5p 的具體靶點網絡、PS128 在不同疾病階段的介入效果，以及人體臨床試驗中菌相變化與神經炎症標記物之間的量化關聯，將會是動物模型發現轉化為臨床應用的關鍵一步。

期刊資訊：《BMC Psychiatry》2022. Vol. 22, Issue. 1, 536

研究團隊：Sherman HT, Liu K, Kwong K, Chan ST, Li AC, Kong XJ.

論文題目：Carbon monoxide (CO) correlates with symptom severity, autoimmunity, and responses to probiotics treatment in a cohort of children with autism spectrum disorder (ASD): a post-hoc analysis of a randomized controlled trial.

本研究探討了自閉症譜系障礙（Autism Spectrum Disorder, ASD）、自律神經功能與腸道菌群之間的關聯性。研究指出，多數自閉症兒童體內存在明顯的自身免疫抗體與發炎指標，且非侵入性的脈搏一氧化碳血紅素飽和濃度（SpCO）檢測數值與病症嚴重程度呈正相關。

實驗發現，食用植物乳桿菌PS128（Lactobacillus plantarum PS128）能改善患者的核心行為，並引發腸道微生物組與催產素濃度的良性變化。研究分析證實，SpCO檢測具有作為篩查與監測治療反應之生物標記的潛力。而PS128精神益生菌的治療可能透過調節腸腦軸線來減輕炎症，進而優化ASD患者的預後表現。

一氧化碳數值與自閉症狀嚴重度有什麼關聯？

一氧化碳（以脈搏一氧化碳血紅素飽和濃度SpCO作為測量指標）與自閉症（ASD）症狀嚴重程度之間存在顯著的正相關。

具體的關聯與發現如下：

• 症狀嚴重度指標：研究發現，基線時的SpCO數值與「社交反應量表」（SRS）的總分呈顯著正相關（r=0.38, p=0.029），亦即SpCO數值越高，通常代表自閉症的核心症狀越嚴重。
• 異常比例：在該研究的ASD隊列（Cohort）中，有64.7%的受試者表現出SpCO 數值異常。研究者指出，這一比例與過去在ASD患者腦部發現的多焦點血管周圍淋巴球發炎比例（約65%）相當接近。
• 發炎與自體免疫的標記：一氧化碳是由血基質氧化酶-1（HO-1）分解血紅蛋白產生的，被視為一種反映體內發炎與氧化應激的非侵入性生物指標。

自閉症的腸腦軸訊號，為何與自身免疫抗體密切相關？

閉症的發病機制與發炎反應、自身免疫以及腸腦軸（Gut-Brain Axis）之間存在緊密的聯繫。以下這三者之間關聯的說明：

自身免疫抗體與神經炎症

研究指出，許多自閉症患者體內存在特定的自身抗體（如 Cunningham Panel 檢測的抗體），這些抗體與疾病嚴重程度密切相關：

• 常見抗體：在ASD受試者中，抗微管蛋白抗體（Anti-tubulin）和CaMK II 的陽性率高達94.4%，抗多巴胺受體D1抗體（Anti-D1）也佔 77.8%。
• 破壞血腦屏障：自身抗體會引起全身性發炎，並可能改變血腦屏障的緊密連接，導致其通透性受損，進而引發神經炎症。
• 症狀嚴重度：研究發現，抗體滴度（如 Anti-GM1、Anti-D1、Anti-tubulin）越高，自閉症的核心症狀（如社交障礙、刻板行為）通常越嚴重。

腸腦軸與微生物群失調

腸腦軸是連接腸道與大腦的雙向溝通途徑，微生物群在其中扮演重要角色：

• 失調與發炎：腸道微生物群失調（Dysbiosis）與發炎細胞因子升高有很強的相關性。例如，安慰劑組患者體內常見較多與便秘及症狀嚴重度相關的埃希氏菌屬-志賀氏菌屬（Escherichia-Shigella）。
• 催產素（OT）的中介作用：催產素信號被認為是腸腦軸中的關鍵環節，具有抗發炎效果，且能受到益生菌的調節。

益生菌的調節機制

植物乳桿菌PS128能透過腸腦軸改善ASD症狀，其關聯性體現在：

• 抗發炎與免疫調節：益生菌能增加腸道內有益的乳桿菌，產生具有抗發炎作用的短鏈脂肪酸（SCFAs），並抑制病原菌。
• 降低一氧化碳數值（SpCO）：SpCO被視為反映體內發炎與自身免疫的生物指標。研究發現，接受益生菌治療後，患者SpCO數值的下降與核心症狀的改善呈正相關。
• 治療反應預測：基線自身抗體水平較低的患者，在接受益生菌治療後，其腸道症狀及 ASD 核心症狀的改善程度通常更為顯著。

益生菌如何影響自閉症患者的一氧化碳數值？

植物乳桿菌PS128對自閉症患者SpCO數值的影響，主要與患者基線時的自體抗體水平有關：

• 改善趨勢與自體抗體相關：研究發現，在接受為期16週的益生菌治療後，受試者SpCO數值的變化與其基線時的anti-lysoganglioside GM1（anti-GM1）自體抗體滴度（Titer）呈顯著正相關。
• 低滴度者改善較明顯：具體而言，基線時anti-GM1滴度較低的受試者，在接受益生菌介入後，其SpCO數值呈現下降的趨勢。這意味著對於某些亞型的自閉症患者，益生菌可能有助於減輕體內的炎症或氧化壓力反應。此外，受試者在CGI-I（臨床整體印象量表）、ABC-2（異常行為檢核表）總分及刻板行為子分數的改善程度，均與基線anti-GM1滴度呈正相關。
• 益生菌組特有的現象：此SpCO數值變化與自體抗體之間的相關性，僅在益生菌介入組中被觀察到，在安慰劑組中則沒有顯著關聯。
• 作為監測治療的指標：由於SpCO的變化能反映治療反應，研究者認為 SpCO是一種具有潛力的生物標記，可用於監測益生菌治療後的臨床反應與改善程度。
• 其他抗體與特定症狀改善：
  • 抗D1抗體（Anti-D1）：益生菌組受試者ABC-2「不當言語」子分數的變化，與基線時的 anti-D1 滴度呈顯著正相關。
  • 抗微管蛋白抗體（Anti-tubulin）：益生菌組受試者SRS（社交反應量表）「社交動機」子分數的改善，與基線時的anti-tubulin 滴度呈顯著正相關。

研究數據綜覽

1. 非侵入性的脈搏一氧化碳血紅素飽和濃度（SpCO）作為發炎生物標誌物

• 檢測技術與可行性：本研究採用脈搏共氧飽和度分析儀（pulse co-oximetry），於指尖進行為時2分鐘的非侵入性的脈搏一氧化碳血紅素飽和濃度（SpCO）監測。該技術具備低成本、高採集效率與無痛之臨床優勢，能有效降低受試者之篩檢負荷。
• 生物學機制：從病理生理學角度分析，細胞在面臨發炎應激時，會誘導血基質氧化酶-1（HO-1）表達以分解血紅素，此代謝過程會產生內源性一氧化碳（CO）。因此，SpCO 水平可作為評估體內系統性發炎與內源性抗發炎反應之生物標誌物。
• 臨床數據與相關性分析：
  • 異常盛行率：數據顯示，高達64.7%的自閉症譜系障礙（ASD）兒童受試者其SpCO水平呈現異常升高（判定標準為 ≥2%）。
  • 行為學相關性：統計學分析證實，受試者的SpCO數值與社交反應量表（SRS）總分呈顯著正相關（r=0.38, p=0.029），顯示內源性發炎副產物之累積程度與社交功能障礙的嚴重度，具備臨床上的相關性。

2. 自體免疫機制與神經發炎指標（Cunningham Panel 評估）

• 自體抗體陽性率：透過臨床自體免疫神經精神疾病檢測組合（Cunningham Panel）評估，發現ASD受試者中高達94.4%在抗微管蛋白（anti-tubulin）抗體或CaM kinase II活性檢測中呈現陽性反應。
• 神經病理學機制：
  • 微管蛋白（Tubulin）：為維持神經元結構完整性與軸突運輸之核心細胞骨架成分。
  • CaM kinase II：為調節突觸可塑性、長期增強效應（Long-term potentiation, LTP）以及學習與記憶功能之關鍵酶。
  • 病理效應：外周自體抗體針對上述神經標的的免疫攻擊，可能導致血腦屏障的通透性改變，進而誘發中樞神經系統之慢性神經發炎。
• 病理學印證：此研究測得之94.4%外周血清自體抗體陽性率，與過往組織病理學在ASD逝者大腦解剖中發現65%具備多發性血管周圍淋巴細胞浸潤（perivascular inflammation）的比例相互呼應，顯示血清學免疫指標能有效反映中樞神經系統之病理改變。

3. 益生菌介入之腸腦軸微生態調節與精準醫療

• 介入方案與途徑：研究採用植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum PS128，每日劑量6×10¹⁰ CFU）進行臨床介入，探討其透過「腸腦軸」對宿主發炎及免疫生物標誌物的調控效應。
• 個體化療效預測模型：研究發現，在益生菌介入組中，受試者的SpCO水平改善幅度與其基線anti-lysoganglioside GM1（anti-GM1）滴度呈顯著正相關（r=0.83, p=0.022）。
• 臨床精準醫學意義：數據顯示，透過測定基線外周免疫生物標誌物（如抗 GM1 抗體），可有效預測特定ASD亞群對植物乳桿菌介入的治療敏感性，為分層精準醫療（stratified precision medicine）提供實證依據。

4. 腸道菌相動態與催產素（Oxytocin）訊息傳遞途徑之關聯

• 菌相豐富度變異：接受益生菌介入後，受試者腸道微生態結構發生顯著改變，其中乳酸桿菌屬（Lactobacillus）的相對豐度呈顯著上升趨勢。
• 神經內分泌效應：進一步分析顯示，腸道內乳酸桿菌屬豐度的動態增加，與體內催產素訊息傳遞水平的升高呈正相關。

由於催產素具備調節社會認知行為與抑制系統性發炎反應之雙重生理功能，該發現顯示出：透過調節腸道菌相以優化內源性神經內分泌調控、進而改善ASD核心行為的潛在機制。

科學意義與未來展望

這項研究從神經免疫學與系統生物學的視角，重新詮釋了自閉症類群障礙（ASD）的發病機制—將其從單一的中樞神經發育異常，擴展為涵蓋腸腦軸與免疫相互作用的全身性病理反應。

研究中最具臨床應用潛力的發現，是脈搏一氧化碳血紅素飽和濃度（SpCO）作為非侵入性篩檢工具的可行性驗證。SpCO 檢測無痛、即時，能有效反映體內內源性抗發炎反應與氧化壓力狀態。對於感官敏感度高、行為配合困難的 ASD 兒童而言，免除侵入性抽血的採樣方式，在臨床實務上具有實質意義。未來臨床研究應聚焦於大規模、多中心的縱向研究，進一步驗證 SpCO、Cunningham Panel 自體抗體及抗GM1抗體作為ASD在診斷、病情分型與療效預估上的敏感性與特異性。長遠目標是推動ASD從目前基於行為量表的經驗性診斷，走向以客觀生物學指標的精準分層治療—透過個體化的免疫調節與微生物介入方案，顯著提升患者預後與生活品質。

期刊資訊：《Aging (Albany NY)》2019, Vol. 11, Issue. 2, 756-770

研究團隊：Chen LH, Huang SY, Huang KC, Hsu CC, Yang KC, Li LA, Chan CH, Huang HY.

論文題目：Lactobacillus paracasei PS23 decelerated age‐related muscle loss byensuring mitochondrial function in SAMP8 mice

本研究探討了副乾酪乳桿菌PS23（Lactobacillus paracasei PS23）對減緩肌少症的影響，並以快速老化小鼠 (Senescence-Accelerated Mouse Prone 8, SAMP8) 作為實驗模型。

研究發現，這種益生菌能顯著提升肌肉質量與力量，並透過調節關鍵基因來維持粒線體功能。實驗數據顯示，PS23有助於減少體內的發炎因子與氧化壓力，進而中斷導致肌肉萎縮的惡性循環。此外，該菌株還能增進蛋白質的吸收率，確保高齡個體獲得足夠的營養以維持肌肉合成。總體而言，PS23被認為是預防老化相關肌肉流失的一種具潛力的治療策略。

粒線體功能與肌肉萎縮之間有什麼關聯？

粒線體功能障礙（Mitochondrial dysfunction）是導致衰老相關肌少症（Sarcopenia）的主要因素之一。粒線體與肌肉萎縮之間的關聯可以從以下幾個核心層面來理解：

1. 能量供應與蛋白質代謝

粒線體在骨骼肌中承擔著提供能量（ATP）、維持氧化還原穩態以及調節多種分解代謝途徑的關鍵任務，這些功能與肌肉組織的維持息息相關。當粒線體功能受損時，ATP的產量會減少，這被認為是肌肉蛋白質周轉率（Protein turnover）降低的基礎，進而導致肌肉質量的流失。

2. 衰老相關的功能全面衰退

隨著年齡增長，骨骼肌中的粒線體會出現多方面的功能下降，包括：

• 耗氧率（O2 consumption）下降
• 粒線體生物合成（Biogenesis）減少（如 PGC1α, NRF1, TFAM 等基因表達降低）
• 粒線體質量（Mass）與 mtDNA 拷貝數減少
• 三羧酸循環（TCA cycle）酶活性與 ATP 合成能力減弱

研究顯示，老年人粒線體ATP合成與耗氧率的下降，與其步行速度有著顯著的相關性。

3. 炎症、活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）與損傷循環

研究提出了一個導致肌少症的惡性循環機制：

• 炎症誘發障礙：衰老相關的炎症會引發粒線體功能障礙
• 氧化應激加劇：功能有障礙的粒線體會產生更多的活性氧（ROS）和促炎細胞因子
• 循環損傷：這些ROS會進一步破壞粒線體DNA（mtDNA）並損害氧化磷酸化過程，導致產能效率更低並生成更多ROS，最終陷入損傷循環，加速肌肉萎縮

4. 遺傳與分子層面的證據

研究發現，表現出易錯型mtDNA聚合酶-γ（error-prone mtDNA polymerase-γ）的小鼠，在年輕時就會出現肌少症，這提供了mtDNA損傷、粒線體功能障礙與肌肉萎縮之間直接關聯的證據。

粒線體是維持肌肉健康的核心，它透過確保能量供應、抑制過度炎症以及維持氧化平衡來防止肌肉流失；而確保粒線體功能（Ensuring mitochondrial function）被視為延緩或減輕肌少症進程的重要策略。

PS23 在改善老年發炎及氧化壓力中的作用？

PS23在改善SAMP8小鼠的發炎反應與氧化壓力方面扮演了關鍵角色，其具體實驗結果數據如下：

1. 改善老年發炎反應

PS23透過調節細胞因子（Cytokines）的水平，成功阻斷了由發炎引起的肌肉萎縮惡性循環：

• 降低促炎細胞因子：
  • IL-6（白介素-6）：實驗顯示，控制組（老化小鼠）血清中的IL-6 比年輕組高出38.5%，而PS23組則成功降低了血清中約10% 的IL-6水平。
  • TNFα（腫瘤壞死因子）與MCP1（單核球趨化蛋白-1）：數據顯示PS23組的TNFα和MCP1濃度顯著低於控制組，恢復到接近年輕組（Non-aging）的水平。
• 提升抗炎細胞因子：
  • IL-10（白介素-10）：IL-10具有抑制發炎的效果。控制組血清中的IL-10濃度最低（約30 pg/ml），而PS23組顯著提升了IL-10濃度至約40 pg/ml，有助於緩解老化相關的慢性發炎。

2. 緩解氧化壓力與增強抗氧化能力

PS23顯著降低了肌肉組織中的氧化損傷標記，並提升了自體抗氧化酶的基因表達：

• 降低氧化損傷標記：
  • 蛋白質羰基化合物（Protein Carbonyl）：這是評估氧化壓力的即時標記。控制組肌肉中的含量最高（約14.5 nmol/mg），而 PS23組大幅降低至約2.8 nmol/mg，與年輕組（約1.2 nmol/mg）的差異在統計上不顯著，顯示其極佳的保護作用。
• 增強抗氧化酶基因表達（mRNA levels）：
  • 與控制組相比，PS23組顯著增強了超氧化物歧化酶 (SOD) 和穀胱甘肽過氧化物酶 (GPx) 的mRNA表達量。
  • 具體數據顯示，PS23組的SOD相對表達量約為1.5（控制組為 1.0），GPx約為1.3（控制組為1.0）。

PS23 如何提升蛋白質消化率與吸收？

PS23透過顯著降低糞便中的蛋白質流失，進而提升老年小鼠的蛋白質消化率與吸收效率。

以下為具體實驗數據與機制：

1. 減少糞便中的蛋白質流失

實驗結果顯示，在攝取相同量蛋白質的情況下，補充PS23的小鼠從糞便中排除的未消化蛋白質顯著減少。

• 每日平均蛋白質攝取量：控制組（0.87 ± 0.01克）與PS23組（0.86 ± 0.05克）之間沒有顯著差異。
• 每日糞便蛋白質含量：控制組為0.15 ± 0.01克，而PS23組顯著降低至0.08 ± 0.01克（p<0.05）。這顯示PS23幫助老年小鼠在腸道中更有效地留住並利用蛋白質，而非將其排出體外。

2. 提升蛋白質消化率 (Protein Digestibility)

研究透過公式 [(總蛋白質攝取量 – 糞便總蛋白質) / 總蛋白質攝取量] 計算出消化率，結果顯示PS23顯著改善了老年個體對蛋白質的處理能力：

• 控制組（老化小鼠）：蛋白質消化率為81.23 ± 1.7 %。
• PS23組：蛋白質消化率提升至89.81 ± 0.91 %。相較於未受保護的老化控制組，PS23讓消化效率提升了約8.5%，且具有顯著差異。

3. 維持肌肉蛋白質的平衡

這種蛋白質吸收效率的提升，對預防肌少症至關重要：

• 平衡合成與分解：蛋白質吸收的增加有助於老年個體維持肌肉蛋白質合成（MPS）與肌肉蛋白質分解（MPB）之間的平衡。
• 腸肌軸（Gut-Muscle Axis）：腸道菌群可能透過調節腸道微環境，協助營養素（如纖維與蛋白質）代謝成介質（如短鏈脂肪酸），這些介質進入系統循環後，能進一步促進肌肉細胞的健康。

PS23 如何改善肌肉質量與肌力？

PS23 透過改善身體組成與提升功能性表現，顯著減緩了老化過程中的肌肉流失與衰弱。以下是相關的實驗數據：

1. 改善身體組成（肌肉質量提升）

實驗使用28週齡的老化加速小鼠（SAMP8）進行為期12週的測試，結果顯示PS23能有效維持肌肉比例：

• 肌肉比例：老化控制組的肌肉比例顯著下降（約為33%），而補充 PS23 的小鼠肌肉比例顯著較高（約45-48%），成功減緩了因衰老引起的肌肉流失。
• 體脂肪比例：相較於老化控制組（體脂最高，約62%），PS23組小鼠的體脂肪比例顯著較低（約51%）。

^{圖一、PS23 顯著改善身體組成}

2. 提升肌肉力量與耐力（功能性表現）

研究透過「四肢懸掛測試」與「握力測試」評估PS23對肌力的實際改善效果：

• 懸掛衝量（Holding Impulse）：
  • 老化控制組小鼠的懸掛衝量比年輕組下降了64%。
  • PS23組顯著減緩了這種衰退，其表現顯著高於老化控制組（PS23 組約為60 Nsec，而控制組僅約35 Nsec）。
• 握力測試（Grip Force）：
  • 老化控制組的握力比年輕組下降了8%。
  • PS23組的握力表現顯著回升（約94 gram-force），甚至達到與年輕小鼠（約93 gram-force）相當的程度，顯示PS23具有維持老化個體肌力的潛力。

^{圖二、PS23 提升肌肉力量與耐力}

3. 核心機制

這些質與量的改善背後有幾項核心數據支持：

• 粒線體健康：PS23組的粒線體生物能量健康指數（BHI）是老化控制組的2.7倍。
• 蛋白質利用：PS23將蛋白質消化率從81.23%提升至89.81%，確保了肌肉合成所需的營養供應。
• 抗發炎與抗氧化：PS23降低了10%的促炎因子IL-6，並將肌肉中的氧化損傷標記（蛋白質羰基）從14.5大幅降至2.8 nmol/mg。

研究重點摘要

1. 腸肌軸（Gut-Muscle Axis）的研究意涵

• 傳統觀點將腸道與骨骼肌視為功能相對獨立的生理系統，近年研究提出「腸肌軸」概念，強調兩者藉由代謝訊號進行雙向調控。
• 本研究顯示，PS23的生理效應不限於消化道，可透過全身性代謝訊號傳遞途徑影響骨骼肌的生理狀態。
• 此發現支持特定益生菌菌株具有腸道外作用（extra-intestinal effects），在老化相關肌肉退化（sarcopenia）的介入研究中具有潛在應用價值。

2. 身體組成（Body Composition）之差異

• 以老化加速模型小鼠（SAMP8）為實驗對象，PS23介入組與對照組在身體組成層面觀察到顯著差異：
  • 肌肉比例（Muscle Percentage）：PS23組顯著高於老化對照組，顯示其對老化性肌肉萎縮具有抑制效果。
  • 脂肪比例（Fat Percentage）：PS23組顯著低於對照組，提示其可能改善老化伴隨的肌少型肥胖（sarcopenic obesity）特徵。
• 研究結果表明，體重作為單一指標不足以反映老化介入效果；身體組成的變化（lean mass vs. fat mass）為更具臨床意義的評估維度。

3. 線粒體生合成（Mitochondrial Biogenesis）與生物能量代謝

• PS23介入可上調骨骼肌中線粒體生合成相關調控基因的表現，包括：PGC-1α、SIRT1、NRF1、TFAM。
• 生物能量健康指數（Bioenergetic Health Index, BHI）：PS23組為對照組之2.7倍，反映整體粒線體功能的顯著改善。
• 最大耗氧率（Maximum OCR）：PS23組呈現1.5倍的維持趨勢
• 功能性評估結果：PS23組小鼠的握力（Grip force）與耐力（Holding impulse）均顯著優於對照組，與粒線體功能的改善具一致性。

4. 發炎調控與氧化壓力（Inflammation & Oxidative Stress）

• 慢性低度發炎（Inflammaging）是老化相關肌肉退化的重要促進因子，PS23介入呈現多靶點的抗發炎效果：
  • IL-10（抗發炎細胞激素）：血清濃度顯著上升。
  • IL-6（急性發炎指標）：血清濃度降低約10%。
  • TNF-α與MCP-1（促發炎關鍵蛋白質）：相關促發炎因子的表現受到顯著抑制。
• 在骨骼肌中，PS23可上調抗氧化酶基因的表現：
  • SOD（超氧化物歧化酶）與GPx（麩胱甘肽過氧化酶）表現量顯著提升。
  • 蛋白質羰基含量（Protein Carbonyl）（氧化損傷指標）顯著降低，提示氧化壓力獲得有效緩解。

5. 蛋白質消化率（Protein Digestibility）之改善

• 研究量測了各組的蛋白質消化率達統計顯著差異，結果如下：
  • 老化對照組：81.23%
  • PS23 介入組：89.81%
• 此結果提示PS23可能透過改善腸道消化環境，提升胺基酸的生物可利用率（bioavailability），在攝食量不變的條件下，增加肌肉合成的物質，對老化相關厭食（anorexia of aging）族群具潛在臨床意義。

科學意義與未來展望

本研究以SAMP8老化加速小鼠模型為基礎，系統性地呈現了Lactobacillus paracasei PS23在延緩老化性肌肉退化方面的多機轉作用。研究結果涵蓋身體組成、粒線體生合成、發炎調控、氧化壓力抑制及蛋白質消化率等多個生理層面，提供了益生菌介入與骨骼肌功能之間相對完整的生物學路徑。

研究結果進一步支持了腸肌軸（Gut-Muscle Axis）作為可研究框架的科學價值—腸道微生物的調控效應，可透過全身性代謝與免疫訊號延伸至肌肉組織，影響範圍遠超過消化道本身。其中，PGC-1α／SIRT1／TFAM 調控軸的活化，以及身體健康指數（BHI）的顯著提升，為粒線體功能在肌少症病理中的核心角色，提供了更紮實的實驗依據。

值得注意的是，SAMP8小鼠雖為廣泛採用的老化加速模型，其遺傳背景與老化時間尺度與人類生理老化仍有所差異。未來研究期待透過人體臨床試驗驗證PS23對肌少症相關臨床指標（包括肌肉量、握力、步行速度）實際效益的下一步，同時也將進一步釐清腸道菌相變化與肌肉功能之間的因果關係。

期刊資訊：《Nutrients》2018, Volume. 10, Issue. 7, 894

研究團隊：Huang SY, Chen LH, Wang MF, Hsu CC, Chan CH, Li JX, Huang HY.

論文題目：Lactobacillus paracasei PS23 Delays Progression of Age-Related Cognitive Decline in Senescence Accelerated Mouse Prone 8 (SAMP8) Mice

研究探討「副乾酪乳桿菌PS23 」對於快速老化小鼠 (Senescence-Accelerated Mouse Prone 8, SAMP8) 認知功能衰退的預防效果。實驗結果顯示，長期補充PS23能有效改善老化小鼠的焦慮行為並增強其空間記憶表現。

研究指出，PS23能顯著提升大腦與血清中如多巴胺與血清素等神經傳導物質的含量，並維持神經滋養因子BDNF的水平。此外，PS23展現了強大的抗氧化與抗發炎能力，能提高超氧化物歧化酶 (SOD) 活性並降低發炎細胞激素。總體而言，PS23有望透過調節腸腦軸線來延緩與年齡相關的腦部功能退化。

PS23 如何改善老化過程中的焦慮與記憶力？

PS23主要透過調節神經傳導物質、增強抗氧化能力、減輕發炎反應以及腸腦軸線的溝通，來改善老化過程中的焦慮行為與記憶力衰退。

以下是 PS23 改善焦慮與記憶力的具體作用機制：

1. 調節神經傳導物質與神經營養因子

• 增加單胺類物質：研究顯示，補充PS23能顯著提升老化小鼠腦部（特別是紋狀體和海馬迴）中多巴胺（Dopamine, DA）與血清素（serotonin, 5-HT）及其代謝物的濃度，約為對照組的2倍。
• 提升BDNF水平：PS23增加了血清中腦衍生神經營養因子(BDNF) 的水平，約為對照組的1.1倍。BDNF是神經元塑性與生存的關鍵，低水平的DNF通常與焦慮及記憶障礙有關。

2. 增強抗氧化能力

• PS23能誘導血清與海馬迴中超氧化物歧化酶(SOD)和麩胱甘肽過氧化酶 (GPx)的活性。
• 抗氧化酶能幫助清除體內的活性氧 (ROS)，保護腦細胞免受氧化壓力誘導的神經毒性傷害，進而減緩老化相關的認知損害與焦慮。

3. 調節發炎反應

• PS23展現了抗發炎作用，它能降低促發炎細胞激素（如 TNF- 和 MCP-1）的濃度，並提升抗發炎細胞激素 (IL-10) 的水平。
• 由於慢性發炎與老年的情緒變化和記憶力下降高度相關，PS23透過減少系統性發炎來維持腦部功能。

4. 腸腦軸線 (Gut-Brain Axis) 溝通

• PS23被認為是透過腸腦軸線來影響中樞神經系統與行為。
• PS23的介入能延緩老化模型小鼠 (SAMP8) 早期出現的焦慮樣行為與記憶力減退。
  • 莫氏水迷宮 (Morris Water Maze, 記憶力測試)：
    • 雄性PS23組：在目標象限（原本放置平台處）停留的時間增加50%，在目標對側象限停留的時間則減少40%。
    • 雌性PS23組：在目標象限停留的時間增加90%，在目標對側象限停留的時間則減少30%。
  • 曠野測試 (Open Field Test)：補充PS23的雄性與雌性小鼠均表現出更長的移動距離，且在中心區域停留的時間更長，顯示其焦慮樣行為減輕且探索意願增加。

PS23 在延緩老化外觀上有哪些具體表現？

PS23在延緩老化外觀上的具體表現主要體現在老化評分 (Grading scores) 的顯著降低，特別是在與皮膚、毛髮、眼睛及脊椎相關的生理特徵上。

以下是PS23在延緩外觀老化上的具體表現：

• 老化評分顯著下降：研究使用一套包含11個類別的評分系統來評估小鼠的衰老程度。結果顯示，補充PS23的雄性小鼠老化評分比控制組低 38%，雌性小鼠則低46%。評分越低代表衰老現象越輕微。
• 改善毛髮與皮膚狀況：SAMP8老化小鼠的典型特徵包括過早出現脫毛 (hair loss) 與毛髮失去光澤 (dull hair)。評估標準中包含「皮膚與毛髮」類別，補充PS23能有效改善這些與老化相關的視覺指標。
• 眼睛與脊椎的維護：評分系統亦涵蓋了眼睛 (eyes) 的外觀以及脊椎 (spine) 的變化（例如老年性駝背）。PS23被證實能改善這些類別的老化標準，顯示其具有延緩生理外觀衰退的效果。
• 全身性抗老化效果：PS23除了緩解焦慮和記憶力減退外，還能透過提高抗氧化酶活性及降低促發炎細胞激素，產生全身性的抗老化作用，進而改善老化小鼠的整體外觀。

研究指出，腸腦軸線在延緩腦部衰老的研究中扮演什麼角色？

腸腦軸線 (Gut-Brain Axis) 扮演著核心的角色，它是一個連接腸道微生物群與中樞神經系統的雙向影響系統，其在延緩腦部衰老中的具體作用與角色如下：

1. 神經傳導物質與營養因子的調節通道

研究指出，PS23能利用腸腦軸線來提升腦部關鍵區域（如紋狀體和海馬迴）的神經傳導物質水平。

• 調節單胺類物質：透過此軸線，益生菌能增加多巴胺 (DA) 和血清素 (5-HT) 的濃度，這兩者對於維持認知功能和調節情緒至關重要。
• 提升神經營養因子：腸腦軸線的溝通也能影響血清中腦衍生神經營養因子 (BDNF) 的水平，進而促進神經元的塑性與生存，預防因老化引起的記憶障礙。

2. 調控系統性發炎與氧化壓力

腸腦軸線是經由腸道介入策略（如補充益生菌）影響全身生理狀態的路徑：

• 抗發炎作用：益生菌能透過調節腸腦軸線來降低促發炎細胞激素（如 TNF-、MCP-1）並提升抗發炎因子（IL-10），從而減輕老年大腦常見的慢性發炎現象。
• 抗氧化防禦：此軸線也參與了誘導抗氧化酶（如SOD和GPx）活性的過程，幫助腦部清除活性氧 (ROS)，保護神經細胞免於氧化壓力誘導的損害。

3. 行為與認知功能的介入機制

• 緩解焦慮與記憶衰退：在SAMP8老化小鼠模型中，PS23被認為是透過改變腸腦軸線的溝通方式，成功延緩了早期出現的焦慮行為和記憶力減退。
• 精神益生菌 (Psychobiotics) 的應用：越來越多研究顯示，腸道菌相的組成與老年人的情緒變化密切相關，而益生菌透過腸腦軸線產生的作用，使其具有成為延緩腦部功能退化之「功能性食品」的潛力。

研究重點摘要

1. 腸腦軸介導的神經保護機制

• PS23被推測透過腸腦軸（gut-brain axis）的神經內分泌傳導路徑，間接調節中樞神經系統的氧化壓力與發炎反應
• 此保護機制不依賴直接穿越血腦屏障（blood-brain barrier, BBB），而是透過調節全身性生理環境達到神經保護效果，有別於傳統中樞神經系統藥物的作用模式。
• 研究推論此策略具有早期介入潛力，可能在認知功能出現明顯退化前的亞臨床階段即發揮保護作用。

2. 整體老化表型改善：衰老分級評分顯著下降

• 採用標準化衰老分級評分系統（senescence grading score）評估整體老化表型，評估指標包含皮膚張力、被毛狀態、眼部清晰度及脊椎曲度
• 補充PS23益生菌12週後，衰老評分顯著降低：
  • 雄性小鼠：衰老評分降低38%
  • 雌性小鼠：衰老評分降低46%
• 結果顯示益生菌介入具系統性抗衰老效應，提示神經老化與全身性生理老化之間存在生物學關聯，並非各自獨立的退化過程。

3. 神經傳導物質濃度恢復與認知功能改善

• PS23補充組在紋狀體（striatum）及海馬體（hippocampus）中，多巴胺（DA）與血清素（5-HT）濃度與年輕對照組之差異縮小至11%以內，趨近於年輕基準值。
• Morris水迷宮測試（空間學習與記憶評估）結果如下：
  • 目標象限停留時間增加：雄性+50%，雌性+90%
  • 對側象限停留時間減少：雄性-40%，雌性-30%
• 神經傳導物質的回升幅度維持在生理參考範圍內，未觀察到過度激活或行為異常，顯示其作用屬於生理性調節，而非藥理性強制刺激。

4. 抗氧化與抗發炎分子機制（炎性衰老路徑調控）

• 慢性低度發炎老化（inflammaging）為加速神經老化的核心驅動機制之一，PS23 介入展現多層次的分子防禦效應：
  • 抗氧化酶活性提升：血清與海馬體中 SOD（superoxide dismutase，超氧化物歧化酶）與 GPx（glutathione peroxidase，穀胱甘肽過氧化物酶）活性顯著增加。
  • 促炎細胞激素下調：TNF-α與MCP-1水平顯著降低。
  • 抗炎細胞激素上調：IL-10水平顯著提升。
  • 神經營養因子支持：BDNF（brain-derived neurotrophic factor，腦衍生神經營養因子）水平提升，有助於神經元存活與突觸可塑性的維持。

5. 劑量換算與臨床轉化考量

• 依FDA體表面積換算公式，動物有效劑量推算至人類約需1.5×10¹¹ CFU/天
• 研究者指出，現行動物至人體的劑量換算公式對益生菌而言可能偏於保守；現有臨床研究顯示，在低於此推算劑量的條件下亦可觀察到顯著效益，人體有效劑量範圍仍待臨床試驗進一步確認。

科學意義與未來展望

本研究以快速老化小鼠模型（SAMP8）為對象，提供了Lactobacillus paracasei PS23在延緩年齡相關認知衰退方面的系統性前臨床證據，並在多個層次上呈現出一致的保護訊號：從整體老化表型的量化改善、特定腦區神經傳導物質濃度的恢復，到分子層次的抗氧化酶活化與促炎細胞激素調控，PS23的保護效應呈現出「多靶點、多機制的特徵，而非單一線性效應。

此研究揭露的腸腦軸機制的潛在干預路徑。有別於傳統中樞神經藥物長期面臨的血腦屏障穿透限制，透過調節腸道菌相影響全身神經免疫與氧化還原環境，

在安全性與長期可行性上具有明顯優勢——尤其適合認知老化的預防性介入，而非疾病確診後的被動治療。

整體而言，PS23系列研究為精神益生菌（psychobiotics）在神經老化與認知健康領域的應用已逐漸成形。未來研究方向將聚焦於大型嚴謹的人體臨床試驗，以腸道菌相組成與認知功能的長期追蹤。

期刊資訊：《Nutrients》2022. Vol. 14, Issue. 21, 4563

研究團隊：Lee MC, Ho CS, Hsu YJ, Huang CC.

論文題目：Live and Heat-Killed Probiotic Lactobacillus paracasei PS23 Accelerated the Improvement and Recovery of Strength and Damage Biomarkers after Exercise-Induced Muscle Damage

本研究探討了補充副乾酪乳桿菌PS23（Lactobacillus paracasei PS23）對緩解運動誘發肌肉損傷 (Exercise-Induced Muscle Damage, EIMD) 的效益。透過雙盲設計，將受試者分為活菌組 (L-PS23)、熱去活組 (HT-PS23) 及安慰劑組，進行為期六週的介入。

結果顯示，長期補充PS23能顯著減輕運動後的肌肉力量流失，並加速爆發力與無氧動力的恢復。此外，PS23也有效降低了血液中肌酸激酶 (CK) 與發炎指標 (hs-CRP) 的濃度，展現出良好的保護與抗疲勞效果。研究特別指出，熱去活後的後生元 (HT-PS23) 在促進體能恢復與維持睪固酮水平方面，呈現出更為優異的趨勢。

補充 PS23 對於改善發炎指標與睪固酮有什麼幫助？

補充PS23益生菌（不論是活菌L-PS23或熱去活菌HT-PS23）在改善運動後發炎指標與維持睪固酮濃度的具體效果如下：

1. 改善發炎指標與減少氧化損傷

PS23補充劑能顯著降低運動誘發肌肉損傷（EIMD）後的發炎反應：

• 降低發炎標記物（hs-CRP）：
  • 在運動後24與48小時，L-PS23與HT-PS23組的增加比例均顯著低於安慰劑組(p<0.05)。
  • 特別是在運動後48小時，熱去活菌組（HT-PS23）的發炎指標顯著低於活菌組（L-PS23）(p<0.0001)。
• 減少氧化壓力指標（Thiobarbituric Acid Reactive Substances, TBARS）：
  • 在運動後24與48小時，PS23兩組的增加率顯著低於安慰劑組。
  • 在運動後3小時的早期階段，HT-PS23組的氧化損傷程度已顯著低於安慰劑組與 L-PS23 組(p<0.05)。
• CK（肌酸激酶）與肌紅蛋白
  • CK：運動後24與48小時，PS23兩組的活性增加量均顯著低於安慰劑組(p<0.05)。
  • 肌紅蛋白：在運動後3小時與48小時，PS23組的增加比例顯著低於安慰劑組(p<0.05)。

2. 維持睪固酮濃度並加速恢復

睪固酮是維持身體合成代謝、促進肌肉修復的重要激素，而PS23能有效緩解運動後的濃度下降：

• 減緩濃度下降：在肌肉損傷後3小時與24小時，所有受試者的睪固酮濃度皆會顯著下降，但補充HT-PS23的組別所測得的數值顯著高於安慰劑組(p<0.05)。
• 加速恢復至基準值：運動後48小時，PS23補充組（活菌與熱去活菌）的睪固酮濃度已恢復至運動前的水平（與預測值無顯著差異），而安慰劑組的數值仍顯著低於運動前。
• 促進肌肉再生：透過減緩睪固酮的流失與加速其恢復，PS23有助於維持身體的合成代謝狀態，進而促進骨骼肌的發育與蛋白質合成，幫助肌肉修復與再生。

3. 可能的機制探討

PS23可能透過以下方式發揮作用：

• 調節腸道菌群：增加腸道內的短鏈脂肪酸（SCFA），進而降低循環內毒素、減輕發炎與氧化壓力。
• 保護線粒體功能：透過調節相關基因表現（如、SIRT1蛋白酶等）來減少活性氧（ROS）的產生並提升能量（ATP）供應。
• 免疫調節：熱去活菌含有細菌細胞壁成分（如肽聚醣），能比活菌更有效刺激上皮細胞，激發有益的免疫反應。

PS23 如何加速運動後的肌肉功能修復？

副乾酪乳桿菌PS23主要透過以下幾個關鍵機制來加速運動後的肌肉功能修復：

1. 減少肌肉力量流失並加速體能恢復

在運動科學中，力量發展速率（RFD）是評估下肢爆發力的關鍵指標，而垂直跳高度與無氧動力測試則常被用來評估肌肉的爆發表現。PS23能顯著緩解因運動誘發肌肉損傷所導致的力量下降，並縮短恢復至基準值的時間：

• 維持爆發力與力量：研究顯示，補充PS23的組別在運動後的垂直跳（Countermovement Jump, CMJ）、等長中股拉力（Isometric Mid-Thigh Pull, IMTP）測試中，其力量發展速率（Rate of Force Development, RFD）與相對峰值力量的損失顯著低於安慰劑組。
  • 垂直跳測試（CMJ）表現
  • RFD（力量發展速率）：在肌肉損傷後的24與48小時，補充PS23的兩組受試者，其RFD流失比例顯著低於安慰劑組，且展現出更快的恢復速度(P<0.0001)。
  • 跳躍高度：運動後24小時，PS23補充組的高度損失顯著少於安慰劑組。到了運動後48小時，僅有HT-PS23組的跳躍高度完全恢復到與運動前無顯著差異的水平，而安慰劑組仍有顯著損失。
  • 等長中股拉力（IMTP）測試
  • 峰值 RFD（Peak RFD）：實驗數據顯示，L-PS23與HT-PS23組在運動後3小時與24小時的Peak RFD損失顯著較少，並在48小時展現出比安慰劑組更佳的恢復效果 (p<0.05)。

• 提升無氧動力表現：在Wingate無氧測試中，PS23有助於減少平均功率與峰值功率的損失，並在運動後48小時展現出更佳的疲勞指數恢復趨勢(p<0.05)。
  • 相對峰值功率（Relative Peak Power）：在運動後24與 48小時，補充PS23的兩組受試者，其峰值功率的下降幅度顯著小於安慰劑組(p<0.05)。
  • 疲勞指數：運動後48小時，PS23補充組的疲勞指數增加量也顯著低於安慰劑組，顯示其爆發耐力恢復較佳。

• 熱去活菌的優勢：HT-PS23在力量恢復方面的表現往往優於活菌組，例如在運動後48小時，僅HT-PS23組的跳躍高度已恢復到與運動前無異的水平(p<0.0097)。

2. 降低肌肉損傷與發炎標記物

PS23 能有效抑制血液中與肌肉損傷相關的生化指標上升：

• 減少損傷指標：補充PS23能顯著降低運動後血液中肌酸激酶（CK）與肌紅蛋白（Myoglobin）的濃度增加比例。
• 抑制發炎與氧化壓力：PS23組在運動後的發炎指標hs-CRP（高敏 C-反應蛋白）與氧化損傷指標TBARS的上升幅度均顯著較小。這有助於減輕運動後的急性發炎反應，防止肌肉細胞進一步受損。

3. 維持合成代謝激素（睪固酮）濃度

睪固酮對於肌肉蛋白質合成與修復至關重要：

• 減緩濃度下降：能顯著維持較高的睪固酮水平，避免身體進入過度的分解代謝狀態。
• 加速回升：運動後48小時，PS23組的睪固酮已恢復至基準值，而安慰劑組仍顯著低於運動前水平。

4. 深層生物學機制

PS23加速修復的可能途徑包括：

• 腸道—肌肉軸調節：益生菌可能透過增加腸道中的短鏈脂肪酸（SCFA），提高糖原儲存、促進蛋白質消化吸收，進而提供肌肉修復所需的原料。
• 保護線粒體功能：過去動物研究發現PS23能調節PGC-1等基因，提升線粒體效能與ATP供應，這可能有助於肌肉細胞的能量供應與修復進程。
• 熱去活菌的高效刺激：熱去活菌（HT-PS23）因含有肽聚醣等細胞壁成分，能比活菌更有效地穿透黏液層刺激上皮細胞，激發更有利的免疫與代謝反應。

研究重點摘要

1. 後生元（Postbiotics）的生物活性機制

• 本研究比較活菌型（L-PS23）與熱滅活型（HT-PS23）兩種形式的介入效果，改變「益生菌須以活菌形式存在方能發揮功效」的傳統認知。
• HT-PS23屬後生元（Postbiotics）範疇，其細胞壁結構成分（包括肽聚醣、脂磷壁酸及胞外多醣）在滅活後仍保有生物活性，可與腸道免疫細胞受體進行配體－受體交互作用。
• 相較於活菌製劑，後生元具備以下製劑優勢：生物安全性較高、批次間成分一致性佳、常溫儲運穩定性優異。
• 研究結果顯示，連續六週補充L-PS23或HT-PS23均可顯著減緩運動誘發性肌肉損傷（EIMD）後的力量下降並加速恢復，且HT-PS23組在部分恢復指標上呈現更優的效應趨勢。

2. 運動性能指標：力量損失減緩與恢復速率

試驗設計

• 受試者每日補充兩顆膠囊（每顆含活性成分10¹⁰ CFU，日劑量2×10¹⁰ CFU），連續介入六週後進行100次最大垂直跳（CMJ）誘導肌肉損傷。

反向跳躍（CMJ，Countermovement Jump）

• 用於評估下肢伸展－收縮循環功能及爆發力表現。
• HT-PS23組於損傷後48小時跳躍高度已回復至基準值，而安慰劑組於同時間點仍呈現顯著下降。
• PS23介入組的爆發力發展速率（RFD）損失程度顯著低於對照組。

等長中腿拉（IMTP，Isometric Mid-Thigh Pull）

• 用於評估下肢最大等長肌力（Peak Force）。
• PS23介入組在損傷後各評估時間點的最大肌力下降幅度均顯著小於安慰劑組，顯示PS23具有降低肌肉損傷程度的保護效益。

溫蓋特無氧測試（Wingate Anaerobic Test）

• 用於評估30秒全力輸出下的平均功率與疲勞指數（Fatigue Index）。
• PS23 組在疲勞狀態下可維持相對較高的功率輸出，提示其對無氧代謝能力的維持具有正向影響。

潛在作用機制

• PS23可能透過上調SIRT1/PGC-1α信號通路，促進粒線體生合成並加速糖原再合成。
• 可能透過活化mTORC1通路促進骨骼肌蛋白質合成代謝。
• 腸道菌代謝產物短鏈脂肪酸（SCFAs）可能提升腸道上皮對膳食蛋白質的消化吸收效率，為肌肉修復提供充足的胺基酸受質。

3. 損傷與發炎相關血液生物標記

• 肌酸激酶（CK）與肌紅蛋白（Mb）：為肌肉細胞膜完整性的損傷標記，其血中濃度升高反映細胞膜通透性增加。PS23介入組在損傷後24–48小時的CK及Mb濃度顯著低於安慰劑組，提示PS23可降低運動誘發的肌肉結構性損傷程度。
• 高敏感性C反應蛋白（hs-CRP）：系統性急性發炎指標。PS23組於損傷恢復期的hs-CRP濃度顯著較低，提示其具有抑制全身性炎症反應的效果。
• 硫代巴比妥酸反應物（TBARS）：脂質過氧化程度的標記，反映氧化壓力水準。補充PS23後TBARS顯著下降，顯示其抗氧化保護能力。

4. 睪固酮動態與體組成變化

運動後睪固酮的維持

• 高強度運動後，血清睪固酮濃度通常呈現急性下降，影響肌肉蛋白質合成代謝環境。
• 損傷後48小時僅安慰劑組的睪固酮濃度仍顯著低於基準值，而PS23介入組已回復至基準水準，提示PS23有助於縮短睪固酮抑制的持續時間，維持有利於肌肉修復的合成代謝環境。

體組成指標（六週變化值）

• HT-PS23組在六週介入期間，體重、BMI 及體脂肪質量（Fat Body Mass, FBM）均呈現負向變化（顯著下降趨勢）。
• 安慰劑組於相同期間體脂肪質量呈顯著增加。
• 上述差異提示HT-PS23可能透過調節腸道菌相組成影響宿主代謝，在支持肌肉修復的同時抑制脂肪蓄積。

科學意義與未來展望

這項研究為「益生菌與後生元應用於運動恢復」提供了目前最具說服力的臨床依據之一。結果顯示，Lactobacillus paracasei PS23 的作用範疇已遠超過腸道健康，在抗發炎、抗氧化、肌肉合成代謝維持與神經肌肉功能恢復等面向，均達到統計顯著的效益。

值得關注的是，熱去活化型 HT-PS23（後生元形式） 在多項恢復指標上，表現不亞於甚至優於活菌型。這項發現對後生元研究具有關鍵意義：真正調節免疫與代謝反應的，可能是菌體本身的生物活性成分，而非其在腸道的定殖能力。

未來研究將持續深入探討 PS23 調控 SIRT1/PGC-1α 與 mTORC1 等代謝通路的分子機制，進一步建立完整的**腸－肌軸（Gut-Muscle Axis）**理論基礎。同時，研究團隊也將擴大受試族群，納入不同性別、年齡與競技水準的運動員，評估介入效果的普遍適用性。

綜合現有證據，PS23 作為具備多靶點效應（Multi-target effect）的後生元製劑，已展現出在高強度訓練恢復支持與運動表現優化方面的應用潛力，並持續累積科學佐證。