PNAS | 健康饮食预防青少年应激性认知和肠道菌群变化
推荐：江舜尧
编译：沧浪烟客
编辑：董小橙
意大利佛罗伦萨大学Gustavo Provensi和Maria Beatrice Passani等人于2019年4月22日在《PNAS》上发表题目为《Preventing adolescent stress-induced cognitive and microbiome changes by diet》的文章。该文章提出假设，富含ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）和维生素A的饮食可以预防青春期压力引起的即时和持久的行为缺陷和神经化学和肠道微生物群变化。研究人员采用社会不稳定应激动物模型验证该假说，结果表明，富含ω-3 PUFAs /维生素A的饮食可防止青春期的心理压力诱导的认知和肠道微生物群变化。
文章摘要
青春期的心理压力可能会导致人类和动物持续的认知缺陷和焦虑，同时伴随着许多大脑结构和功能的重排。健康的饮食对大脑的正常发育和成人期最佳认知功能的维持至关重要。而且，营养成分会极大的影响肠道微生物群落，从而影响肠道与大脑的沟通。我们采用了一种相对温和的应激方案，即社会不稳定应激，当反复给幼年大鼠使用时，会改变大脑的认知行为和可塑性标记物。然后，我们测试了富含ω-3多不饱和脂肪酸二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、二十二碳五烯酸和维生素A的长期饮食的预防作用。我们的研究结果表明了这种强化饮食对由社会不稳定压力引起的认知记忆障碍发挥有益影响。在情感和参考记忆测试中，强化饮食喂养的应激大鼠表现出与非应激大鼠难以分辨的表现。此外，在应激大鼠中，强化饮食使海马区脑源性神经营养因子表达的下降和微生物群组成的演变正常化。青少年压力的有害行为和神经化学作用，以及丰富饮食的保护作用，在压力环境暴露终止后很长时间内，在整个成年期都保持不变。综上所述，我们的结果强烈建议营养成分在改善应激相关行为、相关的神经化学和微生物群变化方面发挥有益作用，同时为营养神经精神药理学领域开辟了可能的新领域。
意义
健康的营养状况对于大脑的正常发育以及在成年和衰老期间最佳认知功能的保持至关重要。ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）和维生素的补充或不足对健康婴儿和断奶后实验动物神经发育的影响已被广泛研究，但对于这些微量营养素对青春期慢性应激的认知和神经化学后果的影响知之甚少。我们提供证据表明，补充ω-3 PUFAs和维生素A的饮食可预防由青春期社会不稳定压力引起的有害认知损害和微生物群组成的变化，而且这种改善可保持到成年期间，这表明健康的饮食可能对抵抗神经退行性疾病有长期的有益作用。
文中主要图片说明
图1 |（A）青春期社会不稳定压力实验的时间线。青春期大鼠被随机分为三个实验组：NSCD、SCD和SED。（B和C）压力和强化饮食对完成压力程序后的PND 45（B）和PND 70（C）体重的影响。
图2 | 在新物体识别测试中，强化饮食可以防止压力引起的认知障碍。（A和C）当试验在训练后1小时进行时，应激不影响青春期或成年大鼠的表现。（B和D）青少年和成年应激大鼠在训练后4小时进行测试时出现记忆障碍，通过饮食补充ω-3 PUFA /维生素A可预防记忆障碍。
图3 | 强化饮食预防了情境恐惧训练测试中的即时（A）和长期（B）压力诱导的认知障碍。
图4 | 强化饮食可恢复应激大鼠脑内BDNF的表达。（A和B）应激降低了青春期（A）和成年（B）大鼠海马区的BDNF水平。强化饮食可使BDNF表达恢复到控制水平。（C和D）在应激大鼠的前额皮质中，无论是在青春期（C）还是成年（D）中，BDNF的降低都没有达到统计学意义；然而，与应激大鼠和对照大鼠相比，丰富的饮食增加了BDNF的表达。
图5 | 社会不稳定压力塑造了青少年肠道的微观生物群系。（A和B）PCA图显示了青春期（A）和成年（B）大鼠肠道微生物群的β多样性。（C-E）PCA图比较了成人和青少年之间每次治疗的肠道微生物群β多样性。（F）青春期（T1）和成年（T2）肠道微生物群组成（属）的变化。
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