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中国食品界首篇《细胞·代谢》:高膳食纤维能预防母亲肥胖对后代认知和行为的伤害

生物世界

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(图片来源:摄图网)

作者|王聪   来源|生物世界(ID:ibioworld)

由于高热量、低纤维饮食,食用高糖食品以及久坐等不良生活方式,全球育龄妇女肥胖率正在上升,据统计,2016年全世界成年女性中有40%的人超重,15%的人处于肥胖状态,而到 2025 年,世界肥胖女性的比例将超过 21%。

动物和人体研究的证据表明,母亲肥胖会导致后代面临更高的糖尿病、高血压和行为改变的风险。近期英国和美国进行的全国性调查研究表明,孕前肥胖的母亲的孩子出现低认知水平和自闭症的风险更高。

这些研究都表明,母亲的孕前和孕期肥胖可对后代健康造成深远影响,那么,母亲孕期肥胖究竟会给后代带来怎样的影响?如何进行营养调节来改变这些影响?

2021年3月1日,西北农林科技大学食品学院刘学波教授、刘志刚教授及上海交通大学侯敏为共同通讯作者,在 Cell 子刊 Cell Metabolism 杂志发表了题为:High-fiber diet mitigates maternal obesity-induced cognitive and social dysfunction in the offspring via gut-brain axis 的研究论文【1】。

这项研究表明,母亲孕期肥胖会导致后代的认知能力和社交行为缺陷,首次揭示了“肠道微生态-代谢物-脑”轴在高膳食纤维饮食干预母亲孕期肥胖引起的后代认知和社交缺陷作用中的新机制。

更重要的是,该研究证实了给母亲或后代补充膳食纤维,能够改善母亲肥胖给后代带来的这些缺陷,为高膳食纤维饮食对生命早期神经发育的精准营养干预策略提供了新思路。

据悉,这也是我国食品界在国际顶级刊物 Cell Metabolism 发表的首篇高水平论文。

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首先,研究团队调查了中国778位7-14岁的儿童,发现母亲肥胖与后代的低水平认知和社交能力密切相关。

接下来,研究团队利用肥胖小鼠模型进行进一步研究,实验结果表明,小鼠母亲肥胖会扰乱自身及后代肠道菌群的稳定状态,降低后代学习记忆及社交能力。

以高膳食纤维饮食干预肥胖小鼠母亲及其后代,可显著改善后代肠道菌群结构和肠道代谢物组分,减轻突触结构损伤和小胶质成熟缺陷,并提高其学习和社交能力。

然后,研究团队采用了母亲菌群移植、子代共笼试验、微生物代谢物短链脂肪酸干预试验等方法,进一步证实了高膳食纤维饮食对于神经系统发育的营养干预作用依赖于对肠道菌群及其代谢过程的调节。

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无论是人群的数据,还是动物试验结果,都表明孕前和孕期的肥胖与后代的认知功能、社交能力的下降密切相关,而这一代际之间的关联是由于肠道微生物及其代谢产物在其中扮演了重要的角色。

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膳食干预生命早期神经发育新机制

总的来说,这项研究表明,母亲孕期肥胖会导致后代的认知能力和社交行为缺陷,首次揭示了“肠道微生态-代谢物-脑”轴在高膳食纤维饮食干预母亲孕期肥胖引起的后代认知和社交缺陷作用中的新机制。

更重要的是,该研究证实了给母亲或后代补充膳食纤维,能够改善母亲肥胖给后代带来的这些缺陷,为高膳食纤维饮食对生命早期神经发育的精准营养干预策略提供了新思路。

西北农林科技大学食品学院博士研究生刘小宁、硕士研究生栗享为论文共同第一作者,西北农林科技大学食品学院刘学波教授、刘志刚教授及上海交通大学侯敏老师为共同通讯作者。西北农林科技大学为该研究第一单位,上海交通大学、深圳华大农业应用研究院、美国康奈尔大学、南加州大学、亚利桑那大学等单位参与研究。

其实,不只是母亲的饮食能够影响后代,父亲也一样,2020年5月,日本理化研究所的研究人员在 Molecular Cell 杂志发表论文【2】,表明父亲生育前的低蛋白或高脂饮食,会导致精子发生表观遗传学变化,从而导致后代的代谢紊乱。详情:饮食习惯会导致精子发生表观遗传变化,进而影响子女将来的健康

论文链接:

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00058-9

https://www.cell.com/molecular-cell/pdfExtended/S1097-2765(20)30148-9

编者按:本文转载自微信公众号:生物世界(ID:ibioworld),作者:王聪


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