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Introduction

高脂飲食在當(dāng)今社會引起多種健康問題，例如肥胖、糖尿病等的流行。近幾年有研究表明高脂飲食能夠誘導(dǎo)大腦功能的紊亂，進(jìn)一步導(dǎo)致焦慮、抑郁或認(rèn)知功能障礙。大腦中小膠質(zhì)細(xì)胞功能紊亂可能是導(dǎo)致該焦慮行為的潛在機(jī)制。小膠質(zhì)細(xì)胞能夠誘導(dǎo)炎癥因子(TNFα、IL-1β、IL-6等)的產(chǎn)生，進(jìn)一步導(dǎo)致神經(jīng)炎癥、神經(jīng)元丟失以及大腦損傷。另外，小膠質(zhì)細(xì)胞在神經(jīng)營養(yǎng)因子的釋放、突觸的形成和成熟等方面起到重要作用。

高脂飲食能夠引起腸道菌群的紊亂、損壞腸道屏障和黏膜層厚度。相關(guān)研究表明腸道菌群的紊亂能夠通過激活小膠質(zhì)細(xì)胞導(dǎo)致神經(jīng)炎癥和海馬神經(jīng)發(fā)生。因此，高脂飲食可能通過改變腸道菌群導(dǎo)致內(nèi)毒素進(jìn)入血液，通過血腦屏障誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥的發(fā)生。

考慮到“西式飲食”對現(xiàn)代生活帶來的不良影響，急需尋找合適的食療策略來應(yīng)對現(xiàn)代社會的非健康飲食習(xí)慣。銀耳是國內(nèi)非常普遍的真菌食材，在近幾年越來越受到歡迎。銀耳多糖是銀耳的主要有效成分，能夠起到降血脂、降血糖的作用。

香港理工大學(xué)科研助理教授吳海翠博士、常金輝博士、副教授邱家琪博士等在本文中發(fā)現(xiàn)小鼠高脂飲食引起的體重增加與焦慮樣行為相關(guān)，有趣的是銀耳多糖能夠改善該焦慮樣行為。作者通過菌群-腸-腦軸方面的研究探索銀耳多糖對該行為的作用機(jī)制。

Results and Discussion

圖1 銀耳多糖緩解高脂飲食引起的焦慮樣行為。

如圖1所示在行為學(xué)實(shí)驗（曠場實(shí)驗、十字高架實(shí)驗和埋珠實(shí)驗）中銀耳多糖顯著減少了高脂飲食小鼠在曠場周邊以及十字高架中開放臂逗留的時間，并且減少了埋珠的數(shù)量，這些實(shí)驗說明灌胃了銀耳多糖的小鼠相較于對照組純高脂飲食小鼠焦慮樣行為減少。

圖2 銀耳多糖對大腦功能的作用

另外作者發(fā)現(xiàn)銀耳多糖能夠緩解神經(jīng)炎癥。如圖2所示，銀耳多糖能夠減少高脂飲食誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，增加突觸細(xì)胞和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)，從而改善高脂飲食誘導(dǎo)的大腦功能紊亂。由圖3可以看出高脂飲食能夠降低腸道黏膜層厚度，并且減少黏連蛋白ZO-1和Occludin的表達(dá)，但是銀耳多糖能夠增加黏膜層厚度以及黏連蛋白的表達(dá)水平。

圖3 銀耳多糖對腸道黏膜層和黏連蛋白表達(dá)的影響

圖4顯示長期高脂飲食導(dǎo)致腸道菌群豐度下降，致病菌相關(guān)的菌群豐度升高，益生菌豐度減少，從而導(dǎo)致腸道菌群的紊亂，然而灌胃了銀耳多糖以后，高脂飲食小鼠的腸道菌群被明顯改善。

圖4 銀耳多糖對高脂飲食小鼠腸道菌群的影響

Conclusion

本研究結(jié)果表明，銀耳多糖的攝入能夠改善高脂飲食引起的焦慮樣行為。通過檢測大腦中小膠質(zhì)細(xì)胞和突觸等的表達(dá)、腸道中黏膜層厚度和黏連蛋白的表達(dá)、以及腸道菌群的變化，得出以下結(jié)論：銀耳多糖通過菌群-腸-腦軸來改善高脂飲食引起的焦慮樣行為。

第一作者簡介

吳海翠，女，香港理工大學(xué)食品科學(xué)和營養(yǎng)系科研助理教授。主要研究方向為功能食品和健康、腸道菌群、以及菌群-腸-腦軸。目前主持廣東省自然科學(xué)基金項目1 項、香港理工大學(xué)科研助理教授啟動基金1 項、參與“百城百園”專項啟動基金1 項。在國內(nèi)外期刊公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，被SCI收錄10 篇，第一作者論文6篇。

通信作者簡介

邱家琪，女，美國羅格斯大學(xué)食品科學(xué)博士，現(xiàn)為香港理工大學(xué)食品科學(xué)和營養(yǎng)系副教授，博士生導(dǎo)師。美國微生物學(xué)會及美國營學(xué)學(xué)會會員。主要研究方向為益生菌、益生元、后生元透過調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的平衡以影響人體健康，以及生命早期營養(yǎng)對新生兒腸道微生態(tài)的形成及免疫發(fā)展的相關(guān)性。近年主持香港醫(yī)療衛(wèi)生研究基金一項、協(xié)作研究金與2019冠狀病毒病及新型傳染病一項，“百城百園”專項啟動基金一項, 與企業(yè)合作項目三項，實(shí)到科研經(jīng)費(fèi)700多萬元，在國內(nèi)外SCI期刊公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利2 件，美國專利2 件。

常金輝，女，香港中文大學(xué)食品營養(yǎng)科學(xué)博士，現(xiàn)為香港理工大學(xué)食品科學(xué)及營養(yǎng)學(xué)系研究助理教授。主要研究方向為1）食用菌遺傳學(xué)及育種；2）天然食用菌多糖的加工方式對功效的影響；3）創(chuàng)新食品原料的開發(fā)與應(yīng)用。主持香港創(chuàng)新及科技基金一項，參與浙江省自然科學(xué)基金一項。在國內(nèi)外期刊公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文十余篇授權(quán)國家發(fā)明專利3 件，美國專利1 件，進(jìn)入實(shí)審的國家發(fā)明專利1 件，美國專利2 件。

Tremella polysaccharide mitigates high-fat diet-induced anxiety-like behavior through the microbiota-gut-brain axis

Haicui Wua,b, Shuyu Chena, Wenxiu Zhanga, Yuqing Lub,c, Jiayi Zhengd, Jinhui Changb,e,*, Jiachi Chioua,b,c,*

a Shenzhen Key Laboratory for Food Biological Safety Control, The Hong Kong Polytechnic University Shenzhen Research Institute, Shenzhen 518000, China

b Department of Food Science and Nutrition, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong 999077, China

c Research Institute for Future Food, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong 999077, China

d Department of Neurology, The Second Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510000, China

e Bo InnoHealth Biotechnology Co., Ltd., Hong Kong Science Park, Hong Kong 999077, China

*Corresponding authors.

Abstract

High-fat diet (HFD) consumption induces gut microbiota dysbiosis and neuropsychiatric disorders, including anxiety. Previous research found that Tremella polysaccharide (TP) exhibited neuroprotective effects in vitro and in vivo. This study aimed to investigate the beneficial effects of TP on HFD-induced anxiety-like behaviors and elucidate the underlying mechanisms from the point view of the microbiota-gut-brain axis. Two groups of HFD-induced obese mice were orally gavaged with low dose (TPL, 40 mg/kg) and high dose (TPH, 400 mg/kg) of TP. A 12-week administration of TPH could significantly improve anxiety-like behaviors in HFD mice. In the hippocampus, microglia activation, the expression of blood-brain barrier (BBB) markers, and the levels of two neurotransmitters (serotonin and norepinephrine) were countered by TPH in mice consuming HFD. Furthermore, TPH improved the intestinal permeability and immune response of the enterocytes in HFD-fed mice. The gut microbiota dysbiosis induced by HFD was also rebalanced by TP treatments, especially in Proteobacteria and its lower taxa. The correlational analysis also suggested that shifts of some microbial genera were closely associated with body weight and the parameters of behavioral tests. Interestingly, fecal microbiota transplantation (FMT) results indicated that fecal microbiota from TPH-treated obese mice could prevent HFD-induced anxiety-like behaviors, suppressed microglia activation and intestinal permeability. In conclusion, the present study indicated that TP intake is a promising dietary intervention strategy to prevent HFD-induced anxiety via the microbiota-gut-brain axis.

Reference:

WU H C, CHEN S Y, ZHANG W X, et al. Tremella polysaccharide mitigates high-fat diet-induced anxiety-like behavior through the microbiota-gut-brain axis[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(3): 9250069. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250069.

編譯內(nèi)容由作者提供

編輯：王佳紅；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創(chuàng)意