婴儿营养对肠道-脑轴氮代谢组的影响：基于小型猪模型的人乳与配方奶喂养比较研究

为解决婴儿营养对代谢通路的调控机制问题，研究人员通过小型猪模型比较人乳(HM)与配方奶(IF)喂养对肠道-脑轴关键代谢物的影响。研究发现HM喂养显著改变海马体(77%代谢物差异)、血浆(47%)及结肠(16%)的色氨酸(Trp)代谢途径，并揭示其与特定肠道菌群(Veillonella、Bifidobacterium)的关联，为早期营养干预提供新依据。

　　

在生命早期，营养摄入对机体代谢和神经发育的影响一直是科学界关注的焦点。母乳（HM）作为婴儿最理想的天然食物，含有丰富的生物活性成分，而婴儿配方奶（IF）尽管不断优化，其与母乳的代谢差异仍不明确。尤其值得注意的是，肠道微生物群与大脑之间通过"微生物群-肠-脑轴"（Microbiota-Gut-Brain Axis）建立的复杂对话机制，可能直接影响婴儿的神经发育和代谢健康。然而，这一关键时期不同喂养方式对多器官代谢网络的影响机制尚缺乏系统研究。

针对这一科学问题，由法国布列塔尼大区等机构资助的研究团队，采用与人类婴儿高度相似的小型猪模型，开展了一项突破性研究。相关成果发表在营养生化领域权威期刊《The Journal of Nutritional Biochemistry》上。研究通过对比HM与IF喂养对结肠内容物、血浆、肝脏及六个脑区代谢谱的影响，揭示了早期营养干预对氮代谢网络的调控机制。

研究采用三大关键技术：1）建立19日龄尤卡坦小型猪六天喂养模型（n=18），采集多器官样本；2）靶向液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）定量45种代谢物（包括色氨酸Trp通路产物、多胺和神经递质）；3）整合团队前期发表的肠道菌群和基因表达数据进行相关性分析。

主要结果

代谢器官响应差异
海马体表现出最显著的饮食依赖性代谢变化（77%检测代谢物存在差异），其次是血浆（47%）和脑干（17%）。HM喂养组海马体中Trp及其代谢产物水平普遍升高，提示该脑区对营养干预的高度敏感性。

色氨酸代谢重编程
HM喂养促使Trp在结肠和海马体优先通过犬尿氨酸（kynurenine）途径代谢。结肠中犬尿氨酸与Veillonella菌呈正相关，而色胺（tryptamine）与Ruminococcus丰度相关。脑干中5-羟吲哚乙酸（5-HIAA，血清素代谢产物）水平升高可能与Bifidobacterium富集有关。

神经递质网络调控
不同脑区氨基酸水平变化与多胺和神经递质含量密切相关，尤其在海马体表现显著。厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）可能通过调节多胺合成参与这一过程。

结论与意义
该研究首次系统揭示了HM与IF喂养对小型猪多器官代谢网络的差异化影响，证实海马体是营养干预最敏感的靶向脑区。Trp代谢途径的饮食依赖性重编程，及其与特定肠道菌群的关联（如Veillonella-犬尿氨酸轴），为理解早期营养-微生物群-脑发育三位一体的调控机制提供了新视角。研究发现HM可能通过促进有益菌（如Bifidobacterium）定植，优化Trp向神经活性物质的转化，这对开发更接近母乳功能的配方奶具有重要指导价值。

这项研究由Elise Charton等学者共同完成，创新性地将代谢组学与微生物组学相结合，为婴幼儿精准营养研究建立了可转化的动物模型范式。成果不仅深化了对母乳生物学优势的认识，更为通过膳食干预优化婴儿神经发育提供了理论依据。