奥古斯塔大学医学研究所(MCG)的研究人员最近在《衰老细胞》杂志上发表了一项研究,填补了之前关于肥胖如何引发女性中枢神经系统慢性炎症的研究空白。
常见的科学研究方法是使用小鼠模型,但MCG的神经科学与再生医学系教授阿里·艾罗格鲁博士指出,大多数先前的研究几乎只使用雄性小鼠。他注意到,使用雌性小鼠的研究较少,这导致了对肥胖及其他情况如何影响女性与男性不同的理解存在差距。
“之前的许多研究只关注一个数据点,因此不清楚肥胖的持续时间和受试者的年龄如何影响神经炎症,”艾罗格鲁说,“我们的研究旨在解决这些空白。”
艾罗格鲁的实验室是MCG一个更大团队的一部分,该团队一直在研究衰老过程的不同方面及其对骨骼、皮肤、肌肉、大脑和中枢神经系统等组织的影响。
查尔斯·M·伊萨莱斯博士是MCG神经科学与再生医学系的校长教授,健康老龄化杰出大学讲座教授,内分泌学、糖尿病和代谢科主任,同时也是MCG健康老龄化中心的临床主任。
“我们是一个不断扩大的团队,随着人们对衰老效应的兴趣增加,我们研究衰老过程的不同方面,并共同讨论我们的发现——是否存在共同机制,无论我们是在研究大脑、骨骼、肌肉还是皮肤组织,”伊萨莱斯说,“我们寻找的是衰老过程中可能成为共享目标的因素。一些问题非常复杂,需要多个研究团队合作来解决。”
肥胖是全球日益严重的流行病。据世界卫生组织2024年的估计,截至2022年,全球近25亿成年人超重,超过8亿人肥胖。在18岁以上的成年人中,43%的男性和44%的女性被认为超重。
肥胖不仅影响成年人,还有超过3.9亿5至19岁的儿童和青少年超重或肥胖。
当个体的体重指数(BMI)在25.0至29.9 kg/m²之间时被认为是超重,而BMI达到或超过30 kg/m²则被定义为肥胖。
肥胖,通常由减少的体力活动和高脂肪饮食引起,已被证明对人的衰老有严重影响,导致低级别炎症,如果不加以治疗,可能会引发更严重的疾病,如糖尿病、心脏病和脑部疾病。
由于高脂肪食物会增加促炎细胞因子,尤其是在下丘脑,这可能会降低脑源性神经营养因子水平,最终导致神经元死亡。
高脂肪饮食还威胁到某些分子的神经保护作用,例如沉默信息调节因子1,它刺激BDNF和抗氧化酶。
小鼠的高脂肪饮食研究使研究人员对人类肥胖有了很多了解,但大多数研究只关注一个数据点,未考虑年龄或肥胖持续时间。注意到有关雌性小鼠研究的空白后,艾罗格鲁和他的团队开始研究肥胖持续时间对脑健康的影响,特别是在女性中的影响。研究团队包括神经科学与再生医学系的研究科学家宾诺尔·艾罗格鲁博士,她进行了实验并对论文写作做出了贡献。
“在进行这项研究之前,我认为问题始于脂肪组织,”艾罗格鲁说,“那里的免疫细胞释放炎症细胞因子,从而引发其他区域的炎症,但我们的结果显示,在年轻女性中,下丘脑区域的炎症实际上早于内脏脂肪组织出现。”
研究团队分别给5周龄的青春期和14周龄的成年雌性小鼠喂食高脂肪饮食13周或26周,研究其大脑的炎症、生长和保护情况。所有小鼠都变得肥胖,但年轻的雌性在13周后仅在一个脑区表现出轻微反应。长期肥胖导致广泛的炎症和损伤。年长的雌性即使在短暂肥胖的情况下也更为脆弱。
研究表明,肥胖持续时间是大脑炎症的关键风险因素。年龄和肥胖持续时间都很重要,早期干预对脑健康至关重要。
“结果令人鼓舞,因为它表明,如果你对年轻女性采取适当的纠正措施,她们超重或肥胖,我们的发现表明你可以避免大脑炎症而不影响大面积区域,”艾罗格鲁说,“但另一方面,如果持续时间过长,你可能会在不同脑区发展出神经炎症。”
“当我们观察成年雌性时,那些年龄较大的,我们能够看到年龄也很重要,”艾罗格鲁继续说,“随着雌性小鼠年龄的增长,它们对较短时间的高脂肪饮食和肥胖变得更加敏感。我们的结果与早期结果一致,但通过展示当肥胖持续时间增加时,即使是年轻雌性也会发展出神经炎症,扩展了这些结果。”
艾罗格鲁指出,未来还需要围绕其他变量进行更多研究,包括饮食中的碳水化合物、氨基酸和甘油三酯组成,甚至是否可以逆转炎症过程。
“未来的研究将集中在可以预防或逆转肥胖对大脑损害的干预措施,以及目前用于治疗肥胖的药物可能产生的影响,”艾罗格鲁说,“获得的见解有望应用于其他组织,如肌肉和骨骼,并希望为我们如何减缓衰老过程提供启示。”
(全文结束)

