《Physiology & Behavior》：Human milk oligosaccharide supplementation in post-weaning rats fed a high fat/sucrose diet affects glutamate receptor gene expression in the nucleus accumbens and amygdala
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断奶后大鼠在接受高脂/蔗糖饮食时补充母乳低聚糖可影响伏隔核与杏仁核谷氨酸受体基因表达。母乳低聚糖（human-milk oligosaccharide, HMO）补充对行为和基因表达的影响具有性别依赖性。HMO补充不能预防雌性大鼠由高脂/蔗糖（high fat
断奶后大鼠在接受高脂/蔗糖饮食时补充母乳低聚糖可影响伏隔核与杏仁核谷氨酸受体基因表达。母乳低聚糖（human-milk oligosaccharide, HMO）补充对行为和基因表达的影响具有性别依赖性。HMO补充不能预防雌性大鼠由高脂/蔗糖（high fat/sucrose, HFS）饮食诱导的可口食物偏好。生命早期HMO可改变AMPA受体基因表达并持续至成年期。
研究背景：生命早期营养对神经发育、代谢、免疫和神经系统发育具有长期影响，营养不佳可增加肥胖、2型糖尿病、焦虑和抑郁等风险。母乳是婴儿营养金标准，含独特的母乳低聚糖（human milk oligosaccharides, HMOs），分为酸性、中性岩藻糖基化和中性非岩藻糖基化。HMO作为益生元可增加胃肠道有益菌，如双歧杆菌，并与母乳喂养婴儿较低体重增加、全身炎症和胰岛素抵抗风险相关。肠-脑轴涉及脑、肠和肠道微生物群双向通讯，可能参与肥胖、焦虑和抑郁。肠-脑通讯与脑奖赏系统伏隔核（nucleus accumbens, NAc）参与食物偏好和享乐性进食。大鼠NAc发育关键窗口约在出生后三周，此期高脂饮食可导致成年期高脂偏好。杏仁核参与应激和焦虑，也受肠-脑通讯影响。无菌小鼠缺乏肠道微生物群与可口食物摄入增加、焦虑样行为增加、血脑屏障和突触可塑性相关基因改变等有关。AMPA和NMDA谷氨酸受体亚基参与突触可塑性，缺乏GluR2的AMPA受体钙通透性增加。目前对肠-脑轴改变突触可塑性及行为的机制了解有限。研究人员此前发现2’FL和3’SL补充以性别和剂量依赖方式影响中脑边缘多巴胺系统基因表达，但未测行为。本研究利用3’SL和2’FL，确定从NAc和杏仁核发育关键期开始的HMO强化饮食能否改变食物偏好、焦虑样行为和突触可塑性基因表达至成年期；并确定早期HMO补充是否减轻HFS饮食挑战后的肥胖风险。
关键方法：从Charles River, Quebec获得14只雌性和9只雄性Sprague-Dawley大鼠并繁殖，48只雌性和48只雄性在P21断奶。随机分为AIN-93G对照（C/AIN）、低剂量AIN-93G + 0.75% wt/wt 3’SL + 0.75% wt/wt 2’FL（L/AIN）、高剂量AIN-93G + 2% wt/wt 3’SL + 2% wt/wt 2’FL（H/AIN）；4周后一半接受6周HFS饮食挑战，形成C/HFS、L/HFS、H/HFS。行为采用高架十字迷宫（elevated plus maze, EPM）、48小时食物选择测试和蔗糖测试；取NAc和杏仁核，用逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测GluR1、GluR2、NR1、NR2B，β-actin归一化，2
-ΔΔCt分析；按性别双因素ANOVA。
研究结果：
3.1 高架十字迷宫（EPM）：雌鼠H/HFS开放臂进入次数显著少于C/HFS，开放臂停留时间趋势减少；总臂进入存在饮食×HMO交互，H/HFS少于C/HFS。雄鼠HMO对总臂进入有总体效应，但个体比较不显著。HFS单独未显著改变EPM焦虑样指标；H/HFS雌鼠开放臂减少伴随总探索减少。
3.2 食物选择测试：HFS挑战的雌雄鼠比AIN鼠消耗更多可口食物；雌鼠C/HFS和L/HFS高于C/AIN和L/AIN，雄鼠L/HFS和H/HFS高于L/AIN和H/AIN。HMO补充未阻止HFS诱导的可口食物偏好，HFS是主要驱动。
3.3 蔗糖测试：体重归一化水摄入无显著组间差异。第1天HFS雄鼠蔗糖摄入低于AIN对照；雌鼠HFS趋势低，HMO及交互不显著。H/HFS雌鼠第1天低于H/AIN，但第2天无差异；雄鼠第2天L/AIN较C/AIN趋势增加。效应轻微且性别特异。
3.4 谷氨酸受体基因表达：NAc变化最明显，杏仁核也有。按性别分析。
3.4.1 NAc：雌鼠H/AIN的GluR1高于H/HFS，AIN鼠较HFS鼠趋势高。雄鼠H/HFS的GluR2高于C/HFS、L/HFS和H/AIN。雌鼠GluR2变化更明显：H/AIN高于C/AIN，L/HFS高于C/HFS，L/AIN低于L/HFS，H/AIN高于H/HFS。雌鼠AIN饮食下L和H补充降低NR1，C/HFS低于C/AIN，H组接受HFS饮食者NR1较低。雄鼠NR1无显著差异；H/HFS的NR2B高于L/HFS和H/AIN。雌鼠H/HFS的NR2B低于C/HFS和H/AIN，C/HFS高于C/AIN。
3.4.2 杏仁核：雌鼠L/AIN的GluR1高于C/AIN、H/AIN和L/HFS；雄鼠GluR1/GluR2无显著差异。雌鼠H/AIN的GluR2高于C/AIN和H/HFS。雄鼠L/HFS的NR1高于C/HFS和L/AIN；雌鼠NR1无显著差异。雌鼠L/AIN和H/AIN的NR2B高于L/HFS和H/HFS；雄鼠L/HFS的NR2B高于L/AIN。杏仁核变化较NAc少。
3.5 相关性：雌鼠EPM开放臂时间与NAc NR1趋势正相关；杏仁核第1天蔗糖摄入与NR2B显著正相关；开放臂进入和时间与杏仁核NR1趋势正相关。雄鼠开放臂进入与NAc NR1趋势负相关；杏仁核第1天蔗糖摄入与GluR2显著负相关；开放臂进入与GluR2趋势负相关。
讨论总结：母乳是婴儿营养金标准，母乳喂养降低肥胖和哮喘等风险，但对焦虑抑郁等精神健康长期影响了解有限且现有结果矛盾。HMO是母乳第三丰富成分，具益生元特性，动物模型中改善记忆和认知。本研究主要发现：HMO和HFS诱导的AMPA/NMDA基因表达变化在雌鼠NAc最明显；HFS饮食增加可口食物偏好，HMO补充未阻止；蔗糖摄入影响轻微且性别特异。HFS是可口食物摄入主要驱动。基因表达变化异质，反映HMO、后续饮食和性别交互，而非HMO一致独立效应。RT-qPCR不能确定蛋白丰度、亚基组装或膜定位，不能确定缺少GluR2的AMPA受体丰度变化。早期营养可能影响焦虑抑郁风险；HMO具益生元特性，但本研究中HFS单独未产生明显焦虑样表型，H/HFS雌鼠开放臂减少伴随总探索减少。蔗糖结果应解释为消耗差异而非明确快感缺失。HMO暴露时机可能贡献有限行为效应，补充从P21开始未与P0-21母奶HMO暴露重叠。杏仁核谷氨酸受体变化较NAc少。机制可能涉及2’FL和3’SL改变Bifidobacterium和Blautia丰度，产生短链脂肪酸等代谢物，通过肠-脑轴影响脑发育、神经炎症、小胶质细胞、血脑屏障和神经递质系统，并可能影响BDNF、TLR4、PSD-95及GLP-1通路。这是首个探索2’FL + 3’SL强化饮食对NAc和杏仁核谷氨酸受体基因表达直接影响的研究。局限包括仅用RT-qPCR、未测神经元活动、仅用EPM且未独立测运动、未评估雌鼠动情周期。研究结论翻译：本研究证明，在断奶后神经发育期补充HMO具有影响谷氨酸受体基因表达的潜力，尽管观察到的效应具有异质性，并且未一致地转化为行为结局。这些发现的性别特异性进一步表明，确定HMO补充效应的复杂性。未来研究应研究不同HMO组合和剂量，以及更早的暴露时期，以更好地理解其在神经发育关键期的潜在效应。
