《Molecular Psychiatry》：Aspirin alleviates long-term high-fat diet-induced depressive-like behavior in male mice via suppressing arachidonic acid-mediated microglial activation and neuroinflammation
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尽管西方饮食模式与神经精神疾病日益相关，但慢性高脂饮食（HFD）导致抑郁的因果机制仍不明确。在此，研究人员证明，小鼠长时间（≥10周）暴露于HFD可强烈诱导抑郁样行为，模仿慢性应激模型。通过整合多组学和靶向脂质组学，研究人员揭示HFD诱导的行为缺陷由肠道菌群失
尽管西方饮食模式与神经精神疾病日益相关，但慢性高脂饮食（HFD）导致抑郁的因果机制仍不明确。在此，研究人员证明，小鼠长时间（≥10周）暴露于HFD可强烈诱导抑郁样行为，模仿慢性应激模型。通过整合多组学和靶向脂质组学，研究人员揭示HFD诱导的行为缺陷由肠道菌群失调和多不饱和脂肪酸（PUFA）稳态的深刻破坏所支撑。这种破坏的特征是促炎性ω-6代谢物（特别是花生四烯酸（AA））激增，同时伴随抗炎性ω-3代谢物减少。这些脂质扰动与 prefrontal cortex（前额叶皮层）和 hippocampus（海马体）中显著的小胶质细胞激活以及促炎性细胞因子（IL-6、TNF-α、CCL2）水平升高密切相关。在功能上，单独补充AA足以在体内再现抑郁样行为，并通过神经元-小胶质细胞共培养实验，在体外直接诱导促炎性小胶质细胞激活、NF-κB通路上调以及随后的突触损伤。关键的是，使用阿司匹林（一种双重COX-1/COX-2抑制剂）进行治疗干预，可有效逆转HFD诱导的行为缺陷。这种保护作用通过双重机制介导：直接抑制小胶质细胞过度激活，并通过抑制促炎性ω-6来源的前列腺素类物质（包括AA和12-HETE）的生物合成，使神经炎症环境正常化。总的来说，研究人员的研究结果将AA确定为HFD与神经炎症之间的关键病因学联系，为“代谢性抑郁”建立了机制框架。阿司匹林显著的疗效验证了AA代谢通路（特别是COX-1/COX-2）是一个有前景且可靶向的干预节点，为新兴的营养精神病学领域提供了转化见解。
**研究背景、问题与意义**
现代社会中，抑郁症是最常见的精神障碍，其病理生理机制尚不明确，现有治疗有效率不足50%，复发率高达40%。流行病学和临床前证据表明，以高脂高糖为特征的西方饮食模式与抑郁症风险增加密切相关，肥胖与抑郁症的高度共病也支持这一联系。然而，长期高脂饮食（HFD）如何精确引发抑郁样行为的分子机制仍不清楚。肠道菌群作为饮食与宿主生理之间的关键界面，在加工膳食脂肪时会产生多种生物活性代谢物，特别是多不饱和脂肪酸（PUFA）。促炎性ω-6 PUFA（如花生四烯酸，AA）与抗炎性ω-3 PUFA（如EPA、DHA）之间的平衡对维持免疫稳态至关重要。现代饮食中ω-6/ω-3比例严重失衡，并通过环氧合酶（COX）等酶将ω-6 PUFA代谢为强效炎症脂质介质，直接关联营养状态与炎症反应。此外，可溶性环氧化物水解酶（sEH）在PUFA代谢中也参与抑郁样行为的发生。因此，研究人员提出假说：肠道菌群相关的PUFA代谢失调，特别是AA驱动的神经炎症，可能是连接HFD与抑郁症的关键病理通路。阿司匹林作为一种安全、低成本、可透过血脑屏障的双重COX-1/COX-2抑制剂，具有潜在的抗抑郁作用，但其机制尚待阐明。该研究发表于《Molecular Psychiatry》，旨在阐明肠道菌群-PUFA-神经炎症轴，为“代谢性抑郁”提供机制框架，并评估阿司匹林的治疗潜力。
**主要关键技术方法**
研究人员使用C57BL/6J雄性小鼠，建立长期HFD（60%脂肪热量，持续≥10周）和慢性社会挫败应激（CSDS）及慢性束缚应激（CRS）模型。采用多组学整合分析：对结肠内容物进行宏基因组测序，对血浆和结肠内容物进行非靶向液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）代谢组学，并对血浆和脑组织进行靶向氧化脂质代谢组学。在体外，使用BV2小胶质细胞系和HT22海马神经元细胞系及原代神经元进行AA处理、阿司匹林、SC-560（COX-1抑制剂）和塞来昔布（COX-2抑制剂）干预，并通过ELISA、qPCR、RNA-seq和免疫荧光检测炎症因子、NF-κB通路和突触可塑性标志物。体内行为学评估包括糖水偏好实验（SPT）、悬尾实验（FST）、社会交互实验（SIT）和三室社交实验（TCT）。样本来源：小鼠购自南京集萃药康生物科技股份有限公司，BV2和HT22细胞购自武汉普诺赛生命科技有限公司。
**研究结果**
**Long-term high-fat diet induces depression-like behaviors comparable to chronic stress exposure (长期高脂饮食诱导与慢性应激暴露相当的抑郁样行为)**
通过11周HFD喂养，小鼠表现出显著的体重增加、脂肪质量升高、葡萄糖耐受不良和胰岛素抵抗。与连续6周HFD相比，11周HFD显著降低了糖水偏好（SPT）并增加了悬尾实验（FST）中的不动时间，表明出现快感缺失和绝望行为。HFD还损害了社交新颖性，但未影响焦虑样行为。值得注意的是，HFD与CSDS或CRS联合暴露并未比单独HFD加重行为缺陷，提示HFD本身是主要的抑郁诱导因素。
**Gut microbiota-associated PUFAs metabolic dysregulation contributes to long-term high-fat diet-induced depression-like behaviors (肠道菌群相关的多不饱和脂肪酸代谢失调导致长期高脂饮食诱导的抑郁样行为)**
宏基因组分析显示HFD组β多样性显著改变，且预测的代谢通路中，亚油酸和花生四烯酸代谢通路上调。非靶向代谢组学在血浆和结肠内容物中发现PUFA代谢通路显著富集，HFD组中促炎性ω-6代谢物（如AA、PGE2、5-oxo-ETE）升高，而抗炎性ω-3代谢物降低。Pearson相关分析显示，特定肠道菌群（如Lachnospiraceae bacterium、Clostridium cocleatum）与AA、LA等代谢物正相关，而Faecalibaculum rodentium等与PGE2负相关，表明HFD诱导的菌群改变与PUFA代谢失调相关。
**Elevated AA leads to depression-like behaviors (升高的花生四烯酸导致抑郁样行为)**
靶向脂质组学证实HFD升高血浆中AA、LA、γ-LA及多种AA代谢物（如9-HETE、11-HETE、15-HETE等），降低EPA、5-HEPE、18-HEPE等抗炎性代谢物。脑组织中LA和AA升高，EPA降低。这些代谢物与抑郁样行为显著相关。直接膳食补充AA（10 g/kg，8周）足以诱导小鼠SPT中糖水偏好降低和FST中不动时间延长，类似HFD表型，但对社交行为无影响。
**Long-term high-fat diet and elevated AA activate microglia and induce neuroinflammation (长期高脂饮食和升高的花生四烯酸激活小胶质细胞并诱导神经炎症)**
免疫荧光显示HFD显著增加前额叶皮层和海马体中IBA-1阳性小胶质细胞密度及CD68/IBA-1双阳性细胞比例，并上调IL-6、TNF-α、CCL2的mRNA表达。在体外，AA处理BV2小胶质细胞显著增加CCL2和TNF-α的mRNA及蛋白水平，而阿司匹林（ASP）抑制这些效应。COX-1抑制剂SC-560和COX-2抑制剂塞来昔布也部分抑制了AA诱导的细胞因子表达。
**AA activates the NF-κB pathway in microglia to induce neuroinflammation and impair synaptic plasticity (花生四烯酸激活小胶质细胞中的NF-κB通路以诱导神经炎症并损害突触可塑性)**
RNA-seq分析显示AA处理BV2细胞后，NF-κB、PI3K-Akt、JAK-STAT等炎症相关通路上调，其中NF-κB通路富集最显著。AA上调Ptgs2（编码COX-2）、Lat、Gadd45a、Cxcl2等基因，而ASP显著逆转这些上调。将AA处理的BV2细胞上清液与HT22细胞或原代神经元共培养，显著降低Bdnf、Trkb、Nr2b等突触可塑性相关基因的表达，表明AA激活的小胶质细胞炎症损害了神经元突触可塑性。
**ASP alleviates long-term high-fat diet-induced depression-like behaviors (阿司匹林缓解长期高脂饮食诱导的抑郁样行为)**
在HFD小鼠中，8周ASP治疗（每日腹腔注射）未改变体重、血糖、胆固醇或脂肪质量，但显著降低FST不动时间、增加SPT糖水偏好，并改善社交新颖性，表明ASP有效缓解HFD诱导的抑郁样行为。
**ASP reduces AA levels, inhibiting microglia activation and neuroinflammation (阿司匹林降低花生四烯酸水平，抑制小胶质细胞激活和神经炎症)**
ASP处理显著降低HFD小鼠前额叶皮层和海马体中IBA-1阳性小胶质细胞密度及CD68/IBA-1双阳性细胞比例。血浆靶向脂质组学显示，ASP显著降低AA和12-HETE水平，而LA和γ-LA无明显变化，18-HETE和20-HETE呈下降趋势。提示ASP通过减少促炎性PUFA代谢物和抑制小胶质细胞激活来改善抑郁样行为。
**总结讨论与结论**
讨论部分指出，该研究通过HFD和慢性应激两种范式证明长期HFD是诱导抑郁样行为的主导因素，且与肠道菌群相关PUFA代谢失调密切相关。AA作为促炎性ω-6 PUFA，通过激活小胶质细胞中NF-κB等通路释放促炎细胞因子，损害突触可塑性。阿司匹林通过双重抑制COX-1/COX-2，降低AA等促炎性前列腺素类物质的合成，并抑制小胶质细胞过度激活，从而逆转HFD诱导的行为缺陷。研究为“代谢性抑郁”提供了机制框架，并验证了AA代谢通路作为治疗靶点的潜力。研究也存在局限性，包括未建立肠道菌群与PUFA代谢的因果联系、仅使用BV-2细胞系、仅使用雄性小鼠、未进行结肠病理评估、仅分析结肠菌群等。未来需通过膈下迷走神经切断术等实验阐明神经通路，并在原代小胶质细胞和雌性动物中验证。
**结论**：总之，研究人员揭示长期HFD摄入在小鼠中诱导了显著的抑郁样行为，其程度与慢性应激相当。这种行为表型与肠道菌群相关的PUFA代谢失调有关，主要表现为促炎性ω-6 PUFA（包括AA）增加和抗炎性ω-3 PUFA（如EPA）减少。在机制上，AA被发现激活小胶质细胞，导致神经炎症和突触可塑性损害。值得注意的是，阿司匹林治疗通过降低促炎性AA水平和抑制小胶质细胞激活，改善了HFD诱导的抑郁样行为。总之，研究人员的研究结果为促炎性PUFA介质对心理健康的负面影响提供了新见解，强调了饮食平衡的重要性。此外，该研究凸显了阿司匹林作为代谢紊乱相关抑郁症潜在药物干预的价值。
