撰文丨王聰
編輯丨王多魚(yú)
排版丨水成文
果糖(Fructose) ,是一種單糖,是葡萄糖的同分異構(gòu)體,也是飲食中僅次于葡萄糖的第二豐富的糖類(lèi)。果糖具有口味好、甜度高、升糖指數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),因此一度被認(rèn)為是“健康糖”,被廣泛添加到飲料和食品中,以提升口感。例如大家經(jīng)常喝的奶茶等飲料中加的糖,就以果糖為主。
在過(guò)去 50 年里,果糖的消費(fèi)量大幅增加,主要是由于高果糖玉米糖漿被廣泛用作飲料和超加工食品的甜味劑。過(guò)量攝入果糖與肥胖、糖尿病和脂肪肝等代謝性疾病發(fā)生密切相關(guān),還有研究顯示,過(guò)量攝入果糖可能增加結(jié)直腸癌等癌癥發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。此外,還有一些研究顯示, 過(guò)量攝入果糖還與焦慮癥有關(guān),尤其是在青少年中。
2025 年 6 月 11 日,紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心Justin Perry團(tuán)隊(duì)(Zhaoquan Wang為第一作者)在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為:Early life high fructose impairs microglial phagocytosis and neurodevelopment 的研究論文。
該研究表明,在生命早期攝入過(guò)多果糖,會(huì)損害小膠質(zhì)細(xì)胞(大腦中的免疫細(xì)胞)的吞噬作用和神經(jīng)發(fā)育,因此,小時(shí)候攝入太多果糖可能會(huì)直接影響大腦發(fā)育,從而增加將來(lái)患焦慮癥風(fēng)險(xiǎn)。
在哺乳動(dòng)物和人類(lèi)中,小膠質(zhì)細(xì)胞(microglial)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中的常駐巨噬細(xì)胞,它們執(zhí)行突觸修剪和吞噬死亡神經(jīng)元的功能,從而清除多余的神經(jīng)元和錯(cuò)誤連接,這一過(guò)程被稱(chēng)為吞噬作用(phagocytosis)。如果這一過(guò)程受阻,就會(huì)導(dǎo)致死亡的神經(jīng)元沒(méi)有得到有效清除,可能會(huì)對(duì)大腦神經(jīng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響。
果糖作為一種低成本的食品添加劑大獲成功,被廣泛添加到許多快餐、汽水、奶茶以及加工食品中。但流行病學(xué)證據(jù)表明,在孕期或青春期攝入大量果糖與神經(jīng)發(fā)育受阻有關(guān)。
在生命早期階段,大量攝入果糖是否會(huì)影響小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用,以及這是否會(huì)對(duì)神經(jīng)發(fā)育產(chǎn)生直接影響,目前尚不清楚。
在這項(xiàng)最新研究中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)給予懷孕小鼠和新生小鼠喂食高劑量果糖時(shí),幼鼠大腦中的吞噬作用活性會(huì)顯著下降。他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),高果糖對(duì)大腦的負(fù)面影響取決于一種蛋白質(zhì)——GLUT5(由
SLC2A5基因編碼 ) ,其負(fù)責(zé)將果糖分子轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。而全身敲除
SLC2A5基因 ,或只 在小膠質(zhì)細(xì)胞中特異性敲除
SLC2A5基因 ,都能夠完全逆轉(zhuǎn)高果糖對(duì)大腦中吞噬作用的影響 。 這表明了高果糖通過(guò)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用直接影響新生小鼠的神經(jīng)發(fā)育。
生命早期高果糖暴露會(huì)抑制體內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用
從機(jī)制上來(lái)說(shuō),該研究發(fā)現(xiàn)高果糖處理會(huì)抑制小鼠和人類(lèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬能力,而這種抑制作用在缺乏果糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 GLUT5 的小膠質(zhì)細(xì)胞中得以挽救。此外,該研究還發(fā)現(xiàn),高果糖會(huì)顯著促進(jìn) GLUT5 依賴(lài)的果糖攝取和分解代謝為果糖-6-磷酸,將小膠質(zhì)細(xì)胞重編程為低吞噬狀態(tài),部分通過(guò)迫使己糖激酶-2(HK2)定位到線粒體實(shí)現(xiàn)的。
該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),在子宮內(nèi)或新生期接觸高果糖的小鼠,后來(lái)在青春期時(shí)會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知缺陷和焦慮樣行為,而這種情況在 GLUT5 缺失的小鼠中不存在,再次凸顯了 GLUT5 在其中的關(guān)鍵作用。
生命早期的高果糖暴露,會(huì)導(dǎo)致青春期時(shí)的認(rèn)知缺陷和焦慮樣行為
這些發(fā)現(xiàn)為流行病學(xué)中觀察到的現(xiàn)象提供了一種機(jī)制解釋——生命早期的高果糖暴露與青少年焦慮癥的發(fā)病率增加有關(guān)。
總的來(lái)說(shuō),這項(xiàng)研究對(duì)人類(lèi)孕期和青春期高果糖飲食的影響具有深遠(yuǎn)意義,這項(xiàng)研究首次揭示了果糖這種在現(xiàn)代飲食中極為常見(jiàn)的成分是如何直接影響神經(jīng)發(fā)育的。實(shí)際上,要想改變?nèi)祟?lèi)的飲食習(xí)慣是極其困難的,該團(tuán)隊(duì)目前正在研究果糖類(lèi)似物是否可以作為替代品來(lái)避免這些不良影響。
最后,研究團(tuán)隊(duì)表示,隨著年齡的增長(zhǎng),GLUT5 的表達(dá)量會(huì)增加;而在阿爾茨海默病和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等大腦疾病中,GLUT5 則顯著減少甚至完全缺失。因此,研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試了解 GLUT5 在健康衰老過(guò)程中的正常功能,以及在年齡相關(guān)大腦疾病中的作用。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09098-5
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