双孢蘑菇多糖通过调节微生物群-肠道-大脑轴来缓解高脂饮食引起的认知功能障碍

《Food Research International》:Agaricus bisporus polysaccharides alleviate high-fat diet-induced cognitive impairment via microbiota-gut-brain axis modulation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月08日 来源:Food Research International 8.8

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  •ABP能够缓解高脂饮食诱导的小鼠的认知功能损伤。•肠道微生物群的重塑使得Akkermansia和的数量增加。•由微生物产生的短链脂肪酸含量显著上升。•神经炎症有所减轻,突触可塑性得到提升。•ABP的这些作用与对微生物群-肠道-大脑轴的调节有关。引言全球约有3%到19%的老年人存

  
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    ABP能够缓解高脂饮食诱导的小鼠的认知功能损伤。
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    肠道微生物群的重塑使得Akkermansia和的数量增加。
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    由微生物产生的短链脂肪酸含量显著上升。
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    神经炎症有所减轻,突触可塑性得到提升。
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    ABP的这些作用与对微生物群-肠道-大脑轴的调节有关。

引言

全球约有3%到19%的老年人存在认知功能损伤,其主要表现为注意力、推理能力和记忆力的下降(Mavrodaris, Powell, & Thorogood, 2013)。《柳叶刀》委员会指出,通过改善饮食等可改变的生活方式因素,超过三分之一的痴呆症病例是可以预防的(Livingston et al., 2024),而不健康的饮食模式依然是导致认知能力下降的重要原因。其中,长期摄入高脂饮食不仅会引发代谢紊乱,还会导致认知功能衰退(Jamar, Ribeiro, & Pisani, 2021)。饮食诱导认知功能损伤的机制十分复杂且涉及多种因素(Schneider, O'Riordan, Clarke, & Cryan, 2024)。大量研究已经揭示了肠道-大脑轴的关键作用,这一双向通信网络将中枢神经系统与肠神经系统以及肠道微生物群相连(Powell, Walker, & Talley, 2017)。饮食会显著影响肠道微生物群的构成,而后者又会反过来影响大脑的活动和行为。因此,肠道微生物群的组成和功能对饮食调整反应极为敏感(Taylor et al., 2020)。研究表明,高脂饮食会引发肠道菌群失衡,表现为微生物多样性降低,有害细菌比例上升(Zhang et al., 2019)。
这种由饮食引发的肠道生态系统紊乱可能会加剧与认知功能相关的病理过程。肠道微生物群是维持肠道稳态和宿主免疫系统的重要调节因子(Shi et al., 2020)。例如,膳食多糖可以通过调节肠道微生物群来缓解肠道菌群失衡并修复肠道通透性(Qiu et al., 2024)。此外,肠道微生物群还负责产生多种具有神经活性和免疫调节作用的代谢物,包括短链脂肪酸、胆汁酸和神经递质(Ahmed et al., 2022)。在高脂饮食条件下,有益代谢物如短链脂肪酸的生成往往减少,而促炎信号则显著增强(Li et al., 2019)。另外,肠道微生物群还会调节宿主的免疫反应。高脂饮食引发的菌群失衡可能会引发全身性炎症,进而波及大脑,而通过针对性的饮食调整则可以减弱这些促炎信号。因此,肠道微生物群在高脂饮食导致认知功能损伤的恶性连锁反应中起着关键作用。
鉴于肠道微生物群在介导高脂饮食对认知功能不良影响中的作用,通过益生元干预来调节其组成和功能的策略受到了众多研究者的关注。世界上被广泛食用的蘑菇之一双孢蘑菇,因其营养价值及潜在的健康益处而受到研究(Fu et al., 2023)。虽然已有研究记录了整个双孢蘑菇的神经保护作用,但针对其在饮食诱导的认知功能下降中的作用,尤其是其主要生物活性成分——双孢蘑菇多糖的研究仍然有限(García-Sanmartín et al., 2022)。目前关于双孢蘑菇多糖的研究主要集中在其抗氧化和全身免疫调节作用上,而其在认知保护方面的潜力尚未得到充分研究。本研究旨在阐明双孢蘑菇多糖如何改变肠道微生物群构成,从而为将其作为用于保护认知功能的靶向营养益生元提供新的科学依据。
在本研究中,我们探讨了补充双孢蘑菇多糖是否能够改善高脂饮食喂养小鼠的认知行为、肠道微生物群构成、肠道完整性、全身性炎症以及神经炎症状况。我们的研究结果旨在揭示双孢蘑菇多糖通过多层面调控肠道-大脑轴并支持突触功能,为预防饮食相关的认知功能损伤提供一种新的营养干预策略。

章节要点

实验动物与处理方法

共有32只8周龄的雄性C57BL/6小鼠从浙江维特拉实验室动物技术有限公司购买。这些小鼠在标准的无特定病原体饲养条件下生活,饲养环境温度为22±2℃,相对湿度为50±10%,光照周期为12小时亮/12小时暗,可自由获取水和标准饲料。经过7天的适应期后,这些小鼠被随机分为四组,每组8只,如图1A所示:对照组(CON)喂食低脂饲料

双孢蘑菇多糖补充剂可减轻高脂饮食引起的行为和认知功能障碍

长期摄入高脂饮食被认为是导致代谢综合征和认知功能损伤的重要因素(Pan et al., 2023)。双孢蘑菇多糖补充剂显著减轻了高脂饮食诱导的小鼠肥胖现象。在14周的高脂饮食喂养期间,MOD组小鼠的体重增加幅度比CON组更为明显且持续时间更长。而双孢蘑菇多糖能够以剂量依赖的方式有效抑制这种体重增加现象(见图S1)。此外,还使用了焦虑样行为测试来评估小鼠的行为状况

结论

总之,本研究表明双孢蘑菇多糖能够缓解高脂饮食引起的代谢紊乱和认知功能障碍。这些有益效果与肠道微生物群构成的改变有关,尤其是Akkermansia和数量的增加,以及短链脂肪酸生成的增多。微生物代谢物的变化还伴随着肠道屏障相关指标的改善、全身性和海马区炎症反应的减轻,以及

作者贡献说明

傅楚静:撰写原始稿件、验证研究结果、设计实验方法、进行正式分析、整理数据、构思研究思路。叶凯:设计实验方法、构思研究思路。邱志昌:负责文章的审阅与编辑工作。胡新宇:负责数据整理工作。王晓轩:参与实验方法的设计工作。肖航:负责项目监督、资源协调、项目管理以及研究思路的构思。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
傅楚静|叶凯|邱志昌|胡新宇|王晓轩|肖航
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