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繪譜導讀︱2021年3月代謝組學文獻精選

麥特繪譜

2021.4.01

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Cell Metabolism | 從腸-腦軸研究孕母高纖飲食有利于肥胖誘導的子代神經發育社交障礙的作用機制

越來越多的研究表明母親在懷孕期間出現肥胖癥狀與后代的認知和神經發育障礙密切相關，然而母體肥胖與后代神經發育之間的具體關系和作用機制仍不清楚，因而缺乏有效的干預手段。本文通過對人群和動物實驗解釋了腸道菌群及代謝產物在高膳食纖維飲食改善母代肥胖引起的子代認知和社交功能損傷中的相關機制，為高膳食纖維飲食對生命早期神經發育的精準營養干預治療提供了新的策略。

(1) 對778名7至14歲中國兒童的運動、愛好、學習能力、人際交往等20項社交能力項目表現進行量化打分，并統計兒童及其母親的體重等信息。線性回歸分析發現，孕前超重母親的孩子的認知和社會能力得分顯著低于體重正常母親的孩子，說明母親孕前或孕期肥胖將影響后代的神經發育；

(2) 對孕前雌鼠分別進行了高脂飲食（mHFD），高脂-高纖維飲食（mFFD），高纖維飲食（mFD）和對照四種處理，之后對其后代的社交行為進行評估，結果發現，與高脂飲食相比，高纖維喂養減輕了雌鼠體重，且顯著改善了后代小鼠的記憶認知和社交能力。而對母體和后代小鼠的腸道菌群的宏基因組測序結果也顯示，膳食纖維改變了高脂飲食組和高脂-高纖維飲食組間母親和后代的菌群結構組成，高脂-高纖維飲食組樣本中含有豐富的與小鼠認知和社交行為的增加呈正相關的S24-7科細菌，而在單純高脂組（mHFD）樣品中沒有；

(3) 突觸后密度和小膠質細胞失調與神經發育相關，對雌鼠后代中的海馬突觸超微結構及小膠質細胞相關基因的表達水平進行了檢測，發現與高脂組相比，高脂-高纖維組的突觸后密度長度和寬度顯著增加，小膠質細胞成熟基因MAFB及BDNF，NGF等小膠質細胞-神經元相互作用基因的表達水平也更高。表明孕期或孕前攝入高纖維可保護后代免受由母體肥胖引起的突觸損傷和小膠質細胞成熟的破壞；

(4) 為了驗證腸道中的微生物代謝產物是否會影響神經系統障礙的預后。研究人員檢測了子代小鼠糞便中的短鏈脂肪酸（SCFA）水平，發現膳食纖維處理改善了高脂誘導的子代糞便中乙酸和丙酸的水平降低，而這兩種SCFA也與腸道菌類群顯著相關。采用雌鼠菌群移植和子代共籠、SCFA干預等試驗，進一步證實了高膳食纖維飲食，或服用含乙酸鹽和丙酸鹽的膳食纖維補充劑可通過調節腸道菌群及代謝，有效營養神經發育，改善母體肥胖引起的后代認知和社交行為缺陷。

High-fiber diet mitigates maternal obesity-induced cognitive and social dysfunction in the offspring via gut-brain axis . Cell Metabolism. 2021. https://doi.org/10.1016/j.cmet.

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