长期间歇性禁食通过星形胶质细胞形态与GFAP表达的脑区特异性改变诱导CD-1小鼠焦虑样行为

本研究针对间歇性禁食(IF)对神经精神健康的潜在影响，通过6周16:8禁食方案探究CD1小鼠脑内星形胶质细胞形态学改变与焦虑行为的关系。研究人员发现IF导致杏仁核(AM)星形胶质细胞密度增加、GFAP表达上调，并与焦虑指数呈正相关，同时在前额叶皮层(mPFC)观察到胞体面积减小等区域特异性改变。该研究首次系统揭示IF通过胶质细胞可塑性影响情绪行为的神经机制，为代谢干预与精神健康研究提供新视角。

　　

在现代社会追求健康生活方式的热潮中，间歇性禁食(IF)作为一种古老的饮食策略重新焕发生机。这种周期性限制进食时间的模式不仅被证明可以改善代谢指标，更被发现可能影响大脑功能。然而，当大众热衷于讨论IF的减肥效果时，科学家们更关注一个关键问题：这种强制性的代谢切换对情绪调控神经网络会产生什么影响？特别是作为大脑"能量管家"的星形胶质细胞(astrocyte)，它们对营养波动异常敏感，其形态变化与焦虑等情绪障碍密切相关。但长期IF究竟会如何重塑这些神经胶质细胞，进而影响情绪行为？这个问题至今缺乏系统解答。

科利马大学神经科学实验室的研究团队在《Behavioural Brain Research》发表的研究给出了重要答案。研究人员采用经典的16:8禁食方案（每天禁食16小时，进食8小时），对成年CD1小鼠进行为期6周的干预。通过结合高架十字迷宫(EPM)、旷场试验(OFT)等行为学检测，以及GFAP（胶质纤维酸性蛋白）免疫组化和Sholl分析等先进技术，首次绘制出IF作用下不同脑区星形胶质细胞形态重塑的"地图"，并建立起其与焦虑行为的关联。

研究团队首先建立了标准化的实验体系：39只CD1小鼠（20雄/19雌）在PD60（出生后60天）开始接受IF干预，严格监测体重和摄食量变化。行为学评估在PD102-103进行，采用EPM、OFT和明暗箱测试(LDT)三套经典范式。随后通过灌注固定、脑切片制备，对mPFC（内侧前额叶皮层）、IC（岛叶皮层）和AM（杏仁核）三个情绪相关脑区进行GFAP标记，使用共聚焦显微镜成像后，用Sholl分析量化星形胶质细胞的胞体面积、分支复杂度和数量密度。

在《Effects of Intermittent Fasting on Food Intake and Body Weight》部分，数据显示IF组从第三周起出现显著的体重下降，这种差异持续到第五周。食物摄入量分析揭示IF诱导了代谢适应，但未造成营养不良。这些变化为后续神经行为观察提供了生理基础。

《Behavioral results》部分呈现了关键发现：IF显著增加了小鼠在高架十字迷宫开臂的回避行为，这种焦虑样表现具有性别差异倾向。而在旷场试验中，雌性IF组表现出中心区域探索减少，暗示IF可能通过不同神经环路影响性别特异性的风险评估策略。

最引人注目的发现在《Astrocyte morphology and GFAP expression》部分：Sholl分析显示mPFC区星形胶质细胞胞体面积减少23%，初级分支复杂度降低；而AM区却出现GFAP⁺细胞密度增加41%，近端树突arborization（分支模式）显著增强的双向改变。这种"区域特异性重塑"现象在IC区表现较为温和。特别值得注意的是，AM区星形胶质细胞数量与EPM焦虑指数呈显著正相关（r=0.72，p<0.01），首次建立了胶质细胞形态计量学与情绪行为的定量关系。

在讨论部分，作者提出三重机制假说：1）IF诱导的酮体代谢可能通过MCT-1/MCT-4（单羧酸转运体）改变AM区星形胶质细胞的能量感知；2）GFAP表达上调反映的细胞骨架重构可能影响AM区突触周围网的稳态；3）mPFC的星形胶质细胞退缩可能与前额叶调控AM的功能连接减弱有关。这些发现不仅解释了IF为何会"双刃剑"式地同时增强代谢适应性和焦虑倾向，更揭示了营养干预-胶质可塑性-情绪行为这一全新轴线的存在。

这项研究的突破性在于：首次在时空维度上解析IF对星形胶质细胞的区域特异性影响；建立AM区胶质增生与焦虑行为的直接证据；发现mPFC-AM环路中胶质细胞反应的极性差异。这些发现为理解代谢干预的精神健康效应提供了细胞层面的解释框架，也为开发针对饮食相关情绪障碍的靶向干预策略指明了方向。未来研究可进一步探索IF持续时间、起始年龄等因素对胶质可塑性的影响，以及通过化学遗传学手段精确调控特定脑区星形胶质细胞活性的治疗潜力。