肠道菌群介导支链氨基酸升高与肥胖相关认知障碍的关系

来源：中国食品学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：刘锐，刘奕彤，孙乐妍，郭洋

单位：刘锐江汉大学医学部 认知与情感障碍湖北省重点实验室 湖北省医学实验教学示范中心 武汉 430056,刘奕彤江汉大学医学部 认知与情感障碍湖北省重点实验室 湖北省医学实验教学示范中心 武汉 430056,孙乐妍江汉大学医学部 认知与情感障碍湖北省重点实验室 湖北省医学实验教学示范中心 武汉 430056,郭洋江汉大学医学部 认知与情感障碍湖北省重点实验室 湖北省医学实验教学示范中心 武汉 430056,

摘要：目的:高脂饮食是认知功能障碍的危险因素，然而其潜在的生物学机制尚未明晰。方法:将24只雄性3月龄C57BL/6J小鼠随机分为对照组和高脂组，对照组给予正常饲料，高脂组给予高脂饲料(脂肪供能比46%)。喂养12周，采用葡萄糖耐量试验(GTT)评价小鼠胰岛素敏感性，Morris水迷宫评估小鼠的认知功能。实验结束后处死小鼠，收集血清、结肠内容物和脑组织。检测血清胰岛素、葡萄糖浓度，计算胰岛素抵抗指数。观察海马齿状回神经元核抗原(NeuN)蛋白表达，检测血清3种支链氨基酸(BCAAs)水平，分析小鼠肠道菌群变化，并将差异细菌与血清BCAAs进行关联分析。结果:喂养12周，与对照组小鼠相比，高脂组小鼠体质量(31.6 g vs 37.5 g，P<0.001)、体脂率(3.2% vs 5.8%，P<0.001)、GTT血糖曲线下面积显著增加(1 440 mmol/L·min vs 1 841 mmol/L·min，P<0.05)，血清异亮氨酸(高脂组为对照组的1.27倍，P<0.05)及总BCAAs(高脂组为对照组的1.16倍，P<0.05)水平显著升高；高脂组小鼠海马齿状回NeuN阳性反应区荧光强度显著降低(27 vs 12，P<0.01)；高脂组小鼠Morris水迷宫空间探索实验中，穿越平台和目标象限次数显著降低，并且与血清异亮氨酸和总BCAAs水平呈负相关。此外，高脂组小鼠肠道菌群组成与对照组显著不同；小鼠肠道菌群代谢功能预测分析显示，与对照组相比，高脂组BCAAs生物降解相关微生物通路显著增加。Spearman相关分析表明，微小杆菌属与异亮氨酸水平呈负相关(P=0.01)，布劳特氏菌属和厌氧杆状菌属与异亮氨酸水平呈正相关(P值分别为0.00和0.03)。结论:高脂饮食诱导认知功能障碍，可能与其介导肠道菌群紊乱引起BCAAs水平升高有关。

关键词：肠道菌群; 支链氨基酸; 肥胖; 认知功能障碍; 高脂饮食

基金资助：国家自然科学基金青年基金项目(82003463)