《Journal of Functional Foods》：Grape seed polyphenols improve cognition and remodel the hippocampal transcriptome in aged high-fat diet-fed mice
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长期摄入富含饱和脂肪的饮食会导致衰老过程中认知下降，但葡萄籽多酚的长期神经保护作用仍不清楚。研究人员从7周龄到17月龄给雄性C57BL/6 J小鼠喂食低脂饮食、富含饱和脂肪的高脂（HF）饮食，或补充了葡萄籽提取物（GSX）或葡萄籽粉（GSF）的HF饮食。使用M
长期摄入富含饱和脂肪的饮食会导致衰老过程中认知下降，但葡萄籽多酚的长期神经保护作用仍不清楚。研究人员从7周龄到17月龄给雄性C57BL/6 J小鼠喂食低脂饮食、富含饱和脂肪的高脂（HF）饮食，或补充了葡萄籽提取物（GSX）或葡萄籽粉（GSF）的HF饮食。使用Morris水迷宫和新物体识别评估认知表现，并通过RNA测序分析海马转录组。HF饮食损害了空间学习、认知灵活性和识别记忆，并改变了神经传递、钙信号、氧化应激和免疫相关转录本，包括Gpx8和Ifit3。GSX改善了空间学习，富集了催产素和多巴胺能信号，并下调了NF-κB和AGE-RAGE通路。GSF保留了识别记忆，并富集了AMPK、胰岛素、自噬和线粒体自噬通路。这些发现支持葡萄籽多酚在衰老过程中具有配方特异性的神经保护作用。
衰老和肥胖是认知障碍的主要风险因素，尤其影响海马（hippocampus，负责记忆形成的关键脑区）依赖性记忆功能。随着衰老进程，代谢功能障碍风险增加，常伴随慢性低度炎症（即“炎性衰老”）。高脂（high-fat, HF）饮食，特别是富含饱和脂肪的饮食，进一步加剧代谢和神经衰退，导致海马萎缩、突触可塑性损伤和神经炎症。尽管葡萄籽多酚（grape seed polyphenols）已在短期研究中显示出抗氧化、抗炎和神经保护潜力，但长期暴露于HF饮食模型中，不同葡萄籽配方（如葡萄籽提取物GSX和葡萄籽粉GSF）的相对功效仍不清楚。GSX主要含可溶性多酚，而GSF含与不可消化植物基质结合的多酚，代表一种升级再循环的酿酒副产品，两者在肠道吸收、微生物转化和中枢神经系统（central nervous system, CNS）效应上可能差异显著。因此，本研究采用长期HF饮食诱导认知下降模型，从青春期（7周龄）至中年（17月龄）喂养雄性C57BL/6 J小鼠，以评估GSX和GSF的神经保护作用，并整合行为学、海马RNA测序（RNA sequencing, RNA-seq）和预测建模，阐明配方特异性分子特征。研究结论表明，长期HF饮食损害空间学习、认知灵活性和识别记忆，并广泛重塑海马转录组；GSX通过恢复催产素和多巴胺能信号、抑制NF-κB和AGE-RAGE通路改善认知；GSF则通过富集AMPK、胰岛素、自噬和线粒体自噬通路保留识别记忆。这些发现支持葡萄籽多酚在衰老过程中具有配方特异性神经保护作用，并为利用葡萄籽副产品作为功能性食品成分促进认知健康提供了证据。论文发表在《Journal of Functional Foods》。
**关键技术方法**：本研究的样本队列来源于Jackson Laboratories的雄性C57BL/6 J小鼠，从7周龄至17月龄喂食指定饮食。主要方法包括：Morris水迷宫（MWM，评估空间学习和认知灵活性）和新物体识别（NOR，评估识别记忆）行为测试；海马组织RNA提取后进行RNA-seq，使用DESeq2进行差异表达基因（DEG）分析，并通过clusterProfiler进行KEGG和Reactome通路富集分析；Gene Set Enrichment Analysis（GSEA）用于验证通路方向；构建复合认知评分（z-score标准化MWM距离和NOR辨别指数），采用多元线性回归（MLR）和LASSO回归结合生理和转录组特征预测认知表现。
**研究结果**（保留原文小标题，并简要说明研究结论）：
3.1. Grape seed supplements have limited effects on body and organ weights, but may mitigate senescence-associated weight loss in a prolonged high-fat diet：通过长期体重监测和终末器官称重，发现HF组体重显著高于低脂（LF）组，但GSX和GSF未显著改变体重；HF组在13月龄后出现衰老相关体重下降（10.0%），而补充组下降幅度较小（LF: -6.5%, GSX: -7.7%, GSF: -3.7%），但未达统计学显著性。器官重量（肝脏、肾脏、脂肪）无显著组间差异。
3.2. Grape seed supplements do not improve lipid profiles, glucose tolerance, or hormonal and cytokine responses in aged high-fat diet-fed mice：通过血脂分析、葡萄糖耐量试验（GTT）和激素/细胞因子检测，发现GSX和GSF未显著改善VLDL、LDL、HDL、空腹血糖或GTT曲线下面积（AUC）；LF组HDL显著低于HF组，空腹血糖和GTT AUC也低于GSX和GSF组；仅GSX组抵抗素水平有降低趋势。
3.3. Grape seed supplementation attenuates high-fat diet-induced spatial and learning memory impairments：通过MWM可见平台和隐藏平台训练，发现HF组在隐藏平台第7天和反向平台第8天（认知灵活性测试）游泳距离显著长于GSX组；GSX组第7天距离较HF减少39.1%，第8天表现显著优于HF（p=0.003）；GSF组改善不显著。LF组在反向平台中优于HF但未达显著差异。
3.4. Reduced swimming velocity and activity in grape seed extract-treated mice：通过MWM游泳速度分析，发现LF组速度始终高于其他组；GSX组从第6天起速度逐渐下降，在第8天反向平台时显著低于LF组（p=0.0136），并呈低于HF的趋势（p=0.129），提示GSX可能降低应激反应或提高搜索效率。
3.5. Grape seed supplementation preserves recognition memory in high-fat diet-fed mice：通过NOR测试，发现LF、GSX和GSF组对新物体的探索时间显著多于旧物体（p<0.01），而HF组无差异；辨别指数（DI）显示HF组（48.1%）显著低于LF（80.9%）、GSX（79.7%）和GSF（74.3%），表明GSX和GSF保留了识别记忆。
3.6. Hippocampal transcriptomic changes induced by prolonged high-fat diet：通过海马RNA-seq对比LF和HF组，发现361个基因在HF组中唯一表达，212个在LF组中唯一表达；差异表达分析（padj<0.05）鉴定出6个显著差异基因：Gpx8（谷胱甘肽过氧化物酶8）、Gprc5c、Dab2、Ifit3（干扰素诱导蛋白）、Alpl上调，Neu4（唾液酸酶4）下调。
3.7. Altered KEGG pathways in the Hippocampus following high-fat diet：通过KEGG富集分析，发现HF组中43条通路显著改变：谷氨酸能、多巴胺能、胆碱能、肾上腺素能突触、钙信号、GnRH分泌等突触和神经内分泌通路下调；MAPK、Ras、VEGF、松弛素信号、干细胞多能性等应激和生长相关通路上调。
3.8. Modulation of hippocampal transcriptome by grape seed extract and flour：通过比较HF与GSX、GSF组的DEG和通路，发现GSX组中催产素信号、多巴胺能突触、神经活性配体-受体相互作用等通路上调（padj<0.1），而细胞外基质（ECM）受体相互作用、NF-κB、AGE-RAGE、Th1/Th2/Th17分化等炎症通路下调；GSF组在FDR校正后无显著通路，但名义上富集了AMPK、胰岛素、自噬、线粒体自噬等代谢通路，并下调了ECM和神经活性配体-受体相互作用通路。
3.9. Prediction of cognitive outcomes from physiological and transcriptomic markers：通过复合认知评分和LASSO回归，发现GSX组评分显著高于HF组（p<0.001），GSF组趋势不显著；MLR模型识别出空腹血糖、GTT-AUC、脂肪组织质量、肾脏重量、抵抗素和IL-2为生理预测因子，但仅肾脏重量在双变量分析中与认知正相关（r=0.63）；LASSO模型最终选择5个海马转录本（Mtfmt、Ptpn21、Sorcs3、Gm48992、Snora20）作为最强预测因子，模型R2=0.872，无生理变量保留。
**讨论与结论**：本研究证实长期HF饮食暴露从青年至中年阶段损害物体识别和空间工作记忆，并广泛重塑海马转录组，表现为突触和神经内分泌信号通路下调、氧化应激和免疫相关基因上调（如Gpx8、Ifit3）。GSX处理通过富集催产素和GABA能通路、上调钙信号效应分子（GIRK、VGCC、IP3R、CaMK、MEF-2C）以及抑制NF-κB和AGE-RAGE信号，改善认知表现；GSF则通过激活AMPK、胰岛素信号和自噬/线粒体自噬通路，保留识别记忆。预测模型鉴定出Mtfmt（线粒体翻译）、Ptpn21（突触囊泡运输）、Sorcs3（突触后受体）、Snora20（RNA加工）和Gm48992为认知相关的海马特征。肾脏重量与认知的意外正相关提示肾-脑轴的可能作用。结论翻译：长期HF饮食损害空间学习、认知灵活性和识别记忆，并伴随海马转录组广泛重塑，表现为神经可塑性相关信号抑制和氧化/神经免疫张力增加。GSX产生了最强的认知益处，改善了迷宫表现，并诱导了与突触和钙信号恢复一致的转录组变化，包括催产素和多巴胺能通路，同时减少了NF-κB和细胞因子级联等炎症信号。GSX处理小鼠中催产素和GABA相关通路的富集进一步表明应激应对回路的参与，这可能支持认知任务期间更高效的目标导向行为。相比之下，GSF表现出更温和但独特的特征，保留了识别记忆，同时偏好与代谢弹性相关的通路，包括AMPK和胰岛素信号、自噬和线粒体自噬。总之，这些发现确定了海马是长期膳食脂肪暴露的关键靶点，并表明葡萄籽多酚在膳食相关脑衰老中发挥配方特异性保护作用。更广泛地说，结果支持将升级再循环的葡萄籽成分作为功能性食品候选物，以促进慢性膳食应激下的认知弹性。
