近日,公司江苏省免疫与代谢重点实验室于英华教授、郑葵阳教授团队,继2020年饮食诱导认知损伤的研究后,在膳食纤维缺乏经由肠-脑轴引起认知功能障碍的研究又取得重要进展。
相关研究成果以“A fiber-deprived diet causes cognitive impairment and hippocampal microglia-mediated synaptic loss through the gut microbiota and metabolites”为题,于2021年11月12日发表于Microbiome杂志(中科院分区:生物学一区;Top期刊)。该论文第一单位为999策略白菜手机论坛,第一作者系本团队的石红丽博士,于英华教授、郑葵阳教授和黄旭枫教授为通讯作者。此项工作首次发现膳食纤维缺乏通过影响肠道菌群和肠-脑轴,进而导致认知功能下降。
认知障碍是大脑老化和神经退行性疾病的核心特征。由于饮食习惯和社会生活变化,目前我国和其他工业化发达国家的膳食纤维摄入量明显不足。该研究利用菌群代谢产物短链脂肪酸(SCFA)受体GPR41-/-和GPR43-/-敲除小鼠等多种动物模型,给与长期膳食纤维缺乏饮食,模拟人类持续低纤维摄入,运用蛋白质组学、16S rRNA测序、荧光原位杂交、GC/MS等多种分子生物学、分子免疫学和生物信息学分析技术,揭示了膳食纤维缺乏经由肠道菌群-肠-脑轴引起认知功能下降的机制:膳食纤维缺乏可致肠道菌群紊乱(拟杆菌减少和变形菌增加);进而引起肠道黏膜免疫和紧密连接屏障的改变;菌群代谢产物短链脂肪酸缺乏和脂多糖增多,促使海马小胶质细胞激活、过渡吞噬突触、损伤突触超微结构、引起CaMKIId及其相关突触蛋白(包括GAP43和SV2C)的缺陷。在补充短链脂肪酸后上述损伤得到逆转。这项研究表明,膳食纤维缺乏饮食通过改变肠道微生物群-海马轴导致认知下降,提示增加纤维摄入量可降低神经退行性疾病的风险。
原文链接:https://doi.org/10.1186/s40168-021-01172-0