题图|Unsplash
撰文 | 宋文法
果糖,是一种天然存在于水果、蜂蜜等食物中的单糖,它和葡萄糖具有相同的化学式,但是它们的分子排列不同。此前研究显示,高果糖饮食与糖尿病、胰岛素抵抗、非酒精性脂肪肝、心血管疾病和癌症发病率上升有关。此外,流行病学研究表明,怀孕期间或青少年时期高果糖摄入与神经发育障碍有关。
小胶质细胞是中枢神经系统的主要吞噬细胞,负责清除凋亡神经元,对神经发育至关重要。在哺乳动物的神经发育过程中,小胶质细胞吞噬过程是正常发育的一个关键步骤。
目前,尚不清楚在生命早期高果糖摄入是否影响小胶质细胞的吞噬功能,以及是否影响神经发育过程。
2025年6月11日,美国纪念斯隆凯特琳癌症中心的研究人员在"Nature"期刊上发表了一篇题为"Early life high fructose impairs microglial phagocytosis and neurodevelopment"的研究论文。
研究显示,生命早期的高果糖饮食会干扰神经发育过程,抑制小胶质细胞吞噬功能,从而增加成年后焦虑风险。其中,果糖转运蛋白(GLUT5)在这一过程中发挥关键作用,GLUT5缺失可完全逆转高果糖对小胶质细胞吞噬功能的抑制。
研究揭示了高果糖饮食影响神经发育的机制,并提示我们,在孕期和儿童时期减少果糖摄入,可能有助于预防神经发育问题。
图:论文截图
在这项研究中,研究人员分析了高果糖饮食对小鼠模型、人类和小鼠小胶质细胞的影响,尤其是对小胶质细胞吞噬功能的影响,并通过行为测试、代谢变化分析了高果糖饮食对神经发育和行为的负面影响。
结果发现,孕期或生命早期暴露于高果糖饮食的小鼠,其小胶质细胞数量减少,且吞噬能力显著下降,存在更多的未被清除的死亡细胞,这表明高果糖饮食抑制了小胶质细胞的吞噬功能。
在果糖转运蛋白(GLUT5)基因敲除的小鼠模型中,高果糖饮食对小胶质细胞吞噬功能的抑制作用被完全逆转,表明GLUT5是高果糖影响小胶质细胞功能的关键因素。
生命早期高果糖饮食会抑制小胶质细胞的吞噬作用(图:论文截图)
在体外培养的人类和小鼠小胶质细胞中,进一步证实了高果糖抑制小胶质细胞的吞噬功能,然而,这种抑制作用在GLUT5基因缺乏的细胞中完全逆转。
代谢分析发现,高果糖处理的小胶质细胞,通过GLUT5促进果糖摄取,并代谢为果糖-6-磷酸(F6P),还会增加线粒体中己糖激酶2(HK2)的定位和活性,导致ATP生成减少,导致小胶质细胞代谢状态向低吞噬状态转变。
行为分析发现,生命早期高果糖饮食会导致小鼠在成年后表现出焦虑样行为,而在GLUT5基因缺失的小鼠中,则不存在焦虑样行为。
综上,这项研究揭示了高果糖饮食对小鼠神经发育和行为的负面影响,并表明果糖转运蛋白在这一过程中发挥关键作用,并提示人类在孕期和儿童时期减少果糖摄入,以避免其对大脑的负面影响。然而,还需要更多的人类临床研究来证实。
图:论文截图
值得一提的是,此前,华盛顿大学的研究人员在"Nature"期刊上发表了一篇题为"Dietary fructose enhances tumour growth indirectly via interorgan lipid transfer"的研究论文。
研究显示,高果糖饮食会促进多种癌症的生长,癌细胞本身无法利用果糖,而是吸收肝脏代谢果糖的代谢物,溶血磷脂酰胆碱(LPC),作为癌细胞可用的营养物质,从而间接促进肿瘤生长。
参考文献:
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09098-5
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08258-3
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