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不少人日常会经常摄入炸鸡、甜奶茶等高热量食物,大家大多只留意这类饮食带来的体重变化,却不曾想,长期高热量摄入竟可能拖累记忆力与大脑认知功能。
高热量饮食损害大脑认知已经被多项研究证实,但过去大多聚焦炎症、外周胰岛素抵抗这类间接影响,神经元内部究竟发生了怎样变化,一直没有完全厘清。
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2026年9月12日,东京科学大学Hitoshi Okazawa教授团队在《Molecular Psychiatry》上发表研究“PQBP1-dependent alternative RNA splicing underlies high calorie diet-induced cognitive impairment”。
该研究发现,高热量高脂饮食通过抑制 PPARγ 介导的转录下调神经元内剪接因子 PQBP1,引发 Cask、Cacnb1、Cyfip2、Syt1 等突触相关基因发生异常可变剪接,损害突触囊泡释放,造成兴奋性、抑制性突触损伤与认知下降;使用 PPARγ 激动剂吡格列酮或 AAV 递送 PQBP1 及其下游靶基因,能够改善小鼠突触及认知缺陷,阐明高脂饮食损伤认知的神经元自主分子通路。
核心亮点速览
高脂饮食无论短期还是长期,都会降低神经元内PQBP1
PQBP1下降 → 突触基因异常可变剪接 → 突触囊泡释放受损 → 认知下降
该通路是神经元自主的,小胶质细胞、星形胶质细胞不参与
吡格列酮或AAV-PQBP1可逆转突触与认知缺陷
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高脂饮食下调神经元 PQBP1
研究设置正常饮食、高脂饲喂1周、高脂饲喂6周三组小鼠。
结果显示,高脂饮食无论短期还是长期,均可在神经元内降低 PQBP1 的 mRNA 与蛋白水平,该变化仅发生于神经元,小胶质细胞、星形胶质细胞中 PQBP1 无明显改变。
机制上,PQBP1 基因启动子存在 PPARγ 结合元件,高脂饮食升高胰岛素,激活 MEK‑ERK 通路使 PPARγ 磷酸化失活,减弱其对 PQBP1 的转录激活。PQBP1 下降后,小鼠大脑皮层树突棘密度降低,树突棘清除增多,突触标记物 PSD95、VAMP2 表达下降,成熟突触数量减少,突触结构受损。
因此,高脂饮食经胰岛素-PPARγ通路下调神经元PQBP1,导致树突棘减少、突触结构受损。
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PQBP1 缺失引发突触基因异常可变剪接
研究者对比高脂饮食小鼠与神经元特异性PQBP1敲除小鼠的RNA测序数据。
筛选两者共同发生可变剪接改变的突触相关基因,通过蛋白互作网络中介中心性分析,鉴定核心分子 Cask、Cacnb1、Cyfip2,短期高脂条件下 Syt1 也出现剧烈剪接异常。基因发生外显子跳跃后编码出截短蛋白,丧失和下游 STXBP1 的结合能力。突触 pH 荧光蛋白成像证实,这些异常剪接的异构体损伤突触囊泡释放。
膜片钳结果显示,高脂小鼠的微小兴奋性、抑制性突触后电流频率下降,AAV 过表达 PQBP1 可逆转该电生理异常,说明 PQBP1 同时调控兴奋性与抑制性突触的突触前功能。
因此,PQBP1缺失引发Cask、Cacnb1、Cyfip2、Syt1等突触基因异常剪接,损害囊泡释放,同时影响兴奋性与抑制性突触。
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药物与基因治疗可逆转高脂诱导的突触与认知损伤
使用 PPARγ 激动剂吡格列酮处理高脂小鼠,能够上调 PQBP1,恢复突触标记物水平,改善小鼠空间记忆、恐惧条件反射等认知行为。向小鼠脑内注射 AAV‑PQBP1,同样修复突触结构、恢复认知功能。
直接过表达下游全长 Cask、Cacnb1、Cyfip2 也具备治疗效果,但修复效果弱于上游 PQBP1,其中 Cacnb1 改善作用相对最强。在 PQBP1 条件敲除小鼠中,吡格列酮不再产生治疗效果,证明吡格列酮的保护作用依赖 PQBP1。短期高脂模型中,吡格列酮、AAV‑PQBP1、AAV‑Syt1 也可实现部分表型挽救。
因此,吡格列酮或AAV-PQBP1可修复突触与认知缺陷;吡格列酮作用依赖PQBP1,上游干预优于下游单基因补充。
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整体总结
该研究围绕高脂饮食诱发认知损害的分子机制展开,证实高脂饮食通过胰岛素‑PPARγ 通路抑制神经元 PQBP1 转录,造成突触相关基因异常可变剪接,破坏突触前囊泡释放功能,损伤兴奋性与抑制性突触,最终带来认知能力下降。
借助药物吡格列酮以及 AAV 介导的基因补充,可修复突触功能并改善认知;下游靶基因单独补充疗效不及上游 PQBP1。同时该研究排除小胶质细胞内 PQBP1 参与此病理过程,揭示一条神经元自主的代谢‑RNA 剪接‑认知损伤通路,也提示 PPARγ 激动剂、PQBP1 相关基因干预,具备干预高热量饮食相关认知衰退的潜在价值。
小编寄语
日常生活里,奶茶、油炸食品等高热量美食随处可见,很多人仅关注高脂饮食对体重的影响,却忽略它对大脑记忆的潜在伤害。
这项研究告诉我们,高脂饮食会通过脑内复杂分子通路损害突触功能。虽然实验结果尚不能直接等同于人体效果,但也提醒我们日常饮食尽量保持均衡。未来,随着对 PQBP1 通路进一步研究,有望开发出新手段,帮助抵御代谢因素带来的认知衰退风险。
https://doi.org/10.1038/s41380-026-03868-x
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