題圖|Unsplash
撰文 | 宋文法
果糖,是一種天然存在于水果、蜂蜜等食物中的單糖,它和葡萄糖具有相同的化學式,但是它們的分子排列不同。此前研究顯示,高果糖飲食與糖尿病、胰島素抵抗、非酒精性脂肪肝、心血管疾病和癌癥發病率上升有關。此外,流行病學研究表明,懷孕期間或青少年時期高果糖攝入與神經發育障礙有關。
小膠質細胞是中樞神經系統的主要吞噬細胞,負責清除凋亡神經元,對神經發育至關重要。在哺乳動物的神經發育過程中,小膠質細胞吞噬過程是正常發育的一個關鍵步驟。
目前,尚不清楚在生命早期高果糖攝入是否影響小膠質細胞的吞噬功能,以及是否影響神經發育過程。
2025年6月11日,美國紀念斯隆凱特琳癌癥中心的研究人員在"Nature"期刊上發表了一篇題為"Early life high fructose impairs microglial phagocytosis and neurodevelopment"的研究論文。
研究顯示,生命早期的高果糖飲食會干擾神經發育過程,抑制小膠質細胞吞噬功能,從而增加成年后焦慮風險。其中,果糖轉運蛋白(GLUT5)在這一過程中發揮關鍵作用,GLUT5缺失可完全逆轉高果糖對小膠質細胞吞噬功能的抑制。
研究揭示了高果糖飲食影響神經發育的機制,并提示我們,在孕期和兒童時期減少果糖攝入,可能有助于預防神經發育問題。
圖:論文截圖
在這項研究中,研究人員分析了高果糖飲食對小鼠模型、人類和小鼠小膠質細胞的影響,尤其是對小膠質細胞吞噬功能的影響,并通過行為測試、代謝變化分析了高果糖飲食對神經發育和行為的負面影響。
結果發現,孕期或生命早期暴露于高果糖飲食的小鼠,其小膠質細胞數量減少,且吞噬能力顯著下降,存在更多的未被清除的死亡細胞,這表明高果糖飲食抑制了小膠質細胞的吞噬功能。
在果糖轉運蛋白(GLUT5)基因敲除的小鼠模型中,高果糖飲食對小膠質細胞吞噬功能的抑制作用被完全逆轉,表明GLUT5是高果糖影響小膠質細胞功能的關鍵因素。
生命早期高果糖飲食會抑制小膠質細胞的吞噬作用(圖:論文截圖)
在體外培養的人類和小鼠小膠質細胞中,進一步證實了高果糖抑制小膠質細胞的吞噬功能,然而,這種抑制作用在GLUT5基因缺乏的細胞中完全逆轉。
代謝分析發現,高果糖處理的小膠質細胞,通過GLUT5促進果糖攝取,并代謝為果糖-6-磷酸(F6P),還會增加線粒體中己糖激酶2(HK2)的定位和活性,導致ATP生成減少,導致小膠質細胞代謝狀態向低吞噬狀態轉變。
行為分析發現,生命早期高果糖飲食會導致小鼠在成年后表現出焦慮樣行為,而在GLUT5基因缺失的小鼠中,則不存在焦慮樣行為。
綜上,這項研究揭示了高果糖飲食對小鼠神經發育和行為的負面影響,并表明果糖轉運蛋白在這一過程中發揮關鍵作用,并提示人類在孕期和兒童時期減少果糖攝入,以避免其對大腦的負面影響。然而,還需要更多的人類臨床研究來證實。
圖:論文截圖
值得一提的是,此前,華盛頓大學的研究人員在"Nature"期刊上發表了一篇題為"Dietary fructose enhances tumour growth indirectly via interorgan lipid transfer"的研究論文。
研究顯示,高果糖飲食會促進多種癌癥的生長,癌細胞本身無法利用果糖,而是吸收肝臟代謝果糖的代謝物,溶血磷脂酰膽堿(LPC),作為癌細胞可用的營養物質,從而間接促進腫瘤生長。
參考文獻:
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09098-5
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08258-3
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