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研究:果糖影响大脑发育 早期高果糖损害神经发育

澎湃新闻 2025-06-13 08:32:26
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研究:果糖影响大脑发育 早期高果糖损害神经发育!果糖是一种单糖,是葡萄糖的同分异构体,在饮食中仅次于葡萄糖的第二丰富的糖类。它具有口味好、甜度高、升糖指数低等优点,一度被认为是“健康糖”,被广泛添加到饮料和食品中以提升口感,例如奶茶等饮料中加的糖就以果糖为主。

在过去50年里,果糖的消费量大幅增加,主要是由于高果糖玉米糖浆被广泛用作饮料和超加工食品的甜味剂。过量摄入果糖与肥胖、糖尿病和脂肪肝等代谢性疾病密切相关,还有研究显示,过量摄入果糖可能增加结直肠癌等癌症发病风险,并且与焦虑症有关,尤其是在青少年中。

2025年6月11日,纪念斯隆凯特琳癌症中心的研究团队在《自然》杂志上发表了一篇题为《生命早期高果糖损害小胶质细胞吞噬作用和神经发育》的研究论文。研究表明,在生命早期摄入过多果糖会损害小胶质细胞(大脑中的免疫细胞)的吞噬作用和神经发育,从而增加将来患焦虑症的风险。

在哺乳动物和人类中,小胶质细胞是中枢神经系统中的常驻巨噬细胞,负责突触修剪和吞噬死亡神经元,清除多余的神经元和错误连接。如果这一过程受阻,可能会对大脑神经发育产生不利影响。流行病学证据表明,在孕期或青春期摄入大量果糖与神经发育受阻有关。

在这项最新研究中,研究人员发现,当给予怀孕小鼠和新生小鼠喂食高剂量果糖时,幼鼠大脑中的吞噬作用活性显著下降。进一步研究发现,高果糖对大脑的负面影响依赖于一种蛋白质——GLUT5(由SLC2A5基因编码),该蛋白负责将果糖分子转运到细胞内。全身敲除SLC2A5基因或只在小胶质细胞中特异性敲除SLC2A5基因,都能够完全逆转高果糖对大脑中吞噬作用的影响。这表明高果糖通过抑制小胶质细胞的吞噬作用直接影响新生小鼠的神经发育。

从机制上来说,高果糖处理会抑制小鼠和人类的小胶质细胞的吞噬能力,而这种抑制作用在缺乏果糖转运蛋白GLUT5的小胶质细胞中得以挽救。此外,高果糖会显著促进GLUT5依赖的果糖摄取和分解代谢为果糖-6-磷酸,将小胶质细胞重编程为低吞噬状态,部分通过迫使己糖激酶-2(HK2)定位到线粒体实现。

研究还发现,在子宫内或新生期接触高果糖的小鼠,后来在青春期时会出现认知缺陷和焦虑样行为,而这种情况在GLUT5缺失的小鼠中不存在,再次凸显了GLUT5的关键作用。这些发现为流行病学观察到的现象提供了一种机制解释——生命早期的高果糖暴露与青少年焦虑症发病率增加有关。

这项研究对人类孕期和青春期高果糖饮食的影响具有深远意义,首次揭示了果糖如何直接影响神经发育。实际上,改变人类的饮食习惯极其困难,研究团队目前正在研究果糖类似物是否可以作为替代品来避免这些不良影响。随着年龄的增长,GLUT5的表达量会增加;而在阿尔茨海默病和胶质母细胞瘤等大脑疾病中,GLUT5则显著减少甚至完全缺失。因此,研究团队正在尝试了解GLUT5在健康衰老过程中的正常功能以及在年龄相关大脑疾病中的作用。

责任编辑:卢其龙 CL0882

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