精神益生菌 PS128：啟動腸腦軸調節關鍵，從神經發育共病到退化性疾病的科學研究實證

近年來，科學界深入探討「腸腦軸（GBA）」在神經系統疾病中的關鍵角色，發現特定菌株具備調節大腦功能的潛力。以植物乳植酸桿菌 PS128（Lactiplantibacillus plantarum PS128）為代表的精神益生菌（psychobiotics），已在多項針對自閉症、阿茲海默症與帕金森氏症的動物模型中，證實其能修復神經元結構、抑制病理蛋白沉積並緩解神經發炎。

在進一步的人類臨床試驗中，亦顯示PS128對於妥瑞症兒童的注意力不集中與過動等共病症狀具有顯著的調節作用。這些證據逐步顯示透過調整腸道菌相與代謝物，可能有機會從分子路徑根本改善神經發育與退化性疾病，為現代複雜的神經精神困擾提供更溫和且整合性的解決策略。

台灣研發專利菌株 植物乳桿菌PS128具有神經修復與功能優化的效益

由台灣研究團隊從傳統發酵芥菜中分離出的植物乳桿菌PS128已展現出顯著的神經保護與心理調節潛力。研究證實，口服PS128能顯著提升大腦下視丘的催產素（Oxytocin）水平，並透過恢復海馬迴神經元的樹突總長度與棘突密度，從物理形態上強化神經的連通性。

在退化性疾病模型中，PS128能抑制GSK3β激酶活性以減少類澱粉蛋白（Aβ）沉積（臨床意義為改善認知功能障礙），並調節 miR-155-5p/SOCS1 路徑（臨床意義為降低炎症）來阻斷神經發炎，有效保護多巴胺神經元並改善運動障礙。此外，針對妥瑞症兒童的臨床實證進一步確認，PS128能顯著提升受試者在注意力、過動/衝動以及電腦化連續表現測試（CPT）中的客觀表現。研究數據顯示PS128可做為為當前應對神經發育障礙、認知退化與運動功能衰退的一項突破性科學解決方案。

以下分別整理針對自閉症（ASD）、阿茲海默症（AD）、帕金森氏症（PD）的動物模型，以及妥瑞症（TS）兒童臨床試驗，探討植物乳桿菌 PS128（Lactiplantibacillus plantarum PS128）在神經相關疾病的輔助效果。

研究一：自閉症小鼠模型研究（Chen et al., 2024）

• 研究重點：探討PS128改善自閉症社交行為障礙的潛在機制，特別針對大腦催產素（Oxytocin）系統與神經元形態的影響。
• 實驗設計：使用經產前戊酸（Valproic Acid, VPA）誘導的自閉症小鼠模型。實驗組小鼠從斷奶（1個月大）起連續4週在飲水中添加 PS128（10⁹CFU/ml）。

測量項目包含三箱社交測試、互惠社交互動、高架十字迷宮、Y迷宮空間記憶測試、免疫組織化學染色、生化分析及16S rRNA 腸道菌群定序。

• 實驗結果：
  • 行為表現：PS128 顯著恢復了VPA小鼠的社交能力與社交新奇偏好（p < 0.05），並減輕了焦慮指數（p=0.0462）及改善空間記憶（PS128 組在Y迷宮新臂探索時間約65%，顯著高於VPA 對照組的46%）。
  • 神經形態：PS128修復了海馬迴與前額葉皮質神經元的樹突長度（p < 0.01）與棘突密度（p < 0.05）。
  • 生理分子：PS128恢復了大腦下視丘室旁核（PVN）的催產素水平（p < 0.05），並修復了海馬迴中 Erk1/2、CaMKIIα 等訊息傳遞路徑的活性。而在缺乏催產素受體（Oxtr-KO）的小鼠中，PS128 無法改善行為障礙。
  • 腸道菌群：PS128 顯著增加腸道中雙歧桿菌（Bifidobacterium）的豐度（p<0.0001）。

PS128 透過調節腸道菌群並恢復腦部催產素訊號路徑與神經元形態，有效改善 VPA 誘導的社交與認知行為障礙。

^{圖1、 補充PS128對自閉症模型小鼠神經元樹突結構及複雜性的恢復效果}

研究二：阿茲海默症小鼠模型研究（Huang et al., 2021）

• 研究重點：評估PS128對側腦室內注射鏈脲佐菌素（icv-STZ）誘導的阿茲海默症小鼠認知功能障礙的預防效果。
• 實驗設計：使用6個月大的3×Tg-AD（三重轉基因）小鼠，每天經口灌食PS128（10¹⁰CFU/ml）共33天。在第15天進行icv-STZ以加速疾病進程。測量項目包含Y迷宮、莫里斯水迷宮（MWM）、西方墨點法分析相關蛋白及糞便短鏈脂肪酸（SCFA）分析。
• 實驗結果：
  • 認知功能：PS128預防了icv-STZ導致的短期記憶下降（自發交替率提升，p < 0.01）與空間學習障礙（水迷宮逃避潛伏期縮短，p < 0.05）。
  • 病理標記：PS128顯著降低了阿茲海默症研究中的核心病理指標，包括GSK3β的活性（p < 0.01）、T231位點的tau蛋白磷酸化（神經纖維纏結）（p < 0.05）、BACE1蛋白量（p < 0.001）以及類澱粉蛋白（Aβ）沉積（p < 0.01）。
  • 神經保護：PS128預防了小鼠腦部的神經膠質增生（Gliosis, p < 0.001）、突觸相關蛋白（PSD95, Synaptophysin）的減少，並保留了海馬迴與其他腦區中與認知相關的神經元數量（p<0.05）。
  • 短鏈脂肪酸：icv-STZ會增加糞便中的丙酸（PPA）含量，而服用 PS128可預防此異常上升（p<0.01）。

PS128 可透過調節糞便丙酸水平、抑制GSK3β活性與減少腦部神經膠質增生，有效預防icv-STZ誘導的阿茲海默症病理與認知退化。

研究三：帕金森氏症小鼠模型研究（Lee et al., 2023）

• 研究重點：探討PS128在魚藤酮（Rotenone, Rot）誘導的帕金森氏症小鼠模型中的神經保護作用及其對微小RNA（miRNA）的調節。
• 實驗設計：8週齡C57BL/6J小鼠，每天灌食PS128（10⁹CFU）共6週，並於第3-6週期間注射魚藤酮以誘導症狀。測試項目包含轉棒測試、窄木橋步行、腦部多巴胺定量、TH陽性神經元計數、Iba1小膠質細胞分析、miRNA表現與16S rRNA菌群定序。
• 實驗結果：
  • 運動表現：PS128顯著提升了轉棒停留時間（p<0.05）並縮短了窄木橋步行總時間（p<0.0001）。
  • 神經化學：PS128顯著增加紋狀體多巴胺水平（p<0.05），並減輕了黑質（SN）與紋狀體中TH+多巴胺神經元的流失（p<0.01）。
  • 發炎調節：PS128抑制了Rot誘導的小膠質細胞活化（Iba1 表現量降低，p<0.05）與促炎因子（Nos2, Tnfa mRNA）的增加，同時提升了腦部BDNF營養因子水平與抗炎因子Il10的表現（p<0.01）。
  • miRNA與菌群：Rot誘導會使各組織中miR-155-5p（關鍵miRNA）上升，PS128 則顯著降低其水平，並上調抑制細胞激素訊號的SOCS1蛋白表現（p<0.01）。此外，PS128恢復了因Rot減少的雙歧桿菌豐度。

PS128可改善運動功能並展現神經保護力，機制與重塑腸道菌群以及調節miR-155-5p/SOCS1發炎路徑有關。

^{圖2、補充PS128可增加帕金森氏症小鼠模型腦部紋狀體中的多巴胺能神經元數量}

研究四：妥瑞症兒童臨床研究（Wu et al., 2021）

• 研究重點：透過隨機對照試驗評估PS128對妥瑞症兒童抽動（Tic）症狀及其共病（如ADHD）的改善效果。
• 實驗設計：雙盲、隨機、安慰劑對照臨床試驗，納入57名5-18歲妥瑞症患兒。受試者分為PS128 組（每日6×10¹⁰ CFU）與安慰劑組，進行為期2個月的介入。

評估指標包含耶魯抽動程度綜合量表（YGTSS）、SNAP-IV 量表（評估 ADHD）及電腦化連續表現測試（CPT-2）。

• 實驗結果：
  • 抽動症狀：兩組患兒在2個月後的YGTSS總分皆顯著下降（PS128 組 -15.0%，安慰劑組 -13.7%，皆 p<0.05），但在統計上PS128效果並未優於安慰劑。
  • 共病ADHD表現：父母評估的SNAP-IV量表顯示，僅PS128組在總分（p=0.021）、注意力不集中（p=0.005）及過動/衝動（p=0.027）方面有顯著改善。
  • 注意力測試：CPT-2客觀測試顯示，PS128組在錯誤反應（Commission t-score, p=0.022）與可偵測性（Detectability, p=0.019）上有顯著提升，而安慰劑組則無顯著變化。

雖然PS128在減少抽動症狀方面與安慰劑無異，但對於妥瑞症兒童常見的共病ADHD症狀具有顯著改善效果。

FAQ

研究總結

植物乳桿菌PS128 (Lactiplantibacillus plantarum PS128) 透過「腸腦軸」機制，在神經健康領域展現多層次調節潛力：

• 神經發育與行為：研究顯示PS128能穩定社交與情緒訊號，並在臨床上顯著改善妥瑞症常見的注意力不足、過動與衝動控制等共病行為。
• 神經退化與保護：PS128 具備保護腦神經的潛力，能調節發炎反應、減少異常蛋白堆積，並提升神經滋養因子（如 BDNF）的表達以支持細胞修復。
• 神經傳導平衡：透過優化腸道代謝物，PS128有助於穩定多巴胺等關鍵神經傳導物質，進而改善動作控制與認知表現。

總體而言，PS128 藉由重塑腸道微生態、抑制發炎及支持神經細胞健康，為情緒調節、神經退化預防及心理行為健康提供了具備科學實證的輔助策略。

參考文獻

1. Huang, H.-J., et al., Lactobacillus plantarum PS128 prevents cognitive dysfunction in Alzheimer’s disease mice by modulating propionic acid levels, glycogen synthase kinase 3 beta activity, and gliosis. BMC complementary medicine and therapies, 2021. 21(1): p. 259.

2. Lee, Y.Z., et al., Neuroprotective effects of Lactobacillus plantarum PS128 in a mouse model of Parkinson’s disease: the role of gut microbiota and MicroRNAs. International journal of molecular sciences, 2023. 24(7): p. 6794.

3. Chen, C.-M., et al., Enhancing social behavior in an autism spectrum disorder mouse model: investigating the underlying mechanisms of Lactiplantibacillus plantarum intervention. Gut Microbes, 2024. 16(1): p. 2359501.

4. Wu, C.-C., et al., Randomized controlled trial of probiotic PS128 in children with Tourette syndrome. Nutrients, 2021. 13(11): p. 3698.