《Food Bioscience》：EPA/DHA-enriched AKO on Alleviating Age-Related Cognitive Impairment via Inhibiting Aβ Deposition, Neurofibrillary Tangles and Inflammation in SAMP8 Mice
編輯推薦：
南極磷蝦油經(jīng)脂酶處理轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)PC形式（Lyso-AKO）可顯著改善SAMP8小鼠認(rèn)知功能，減少Aβ沉積和神經(jīng)元丟失，抑制神經(jīng)炎癥并調(diào)節(jié)自噬-蛋白酶體通路。
Jianing Tian|Dandan Wang|Xianshu Wang|Jianning Wang|Chengcheng Wang|Lei Ma|Changhu Xue|Yuming Wang|Tiantian Zhang
中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院海洋食品加工與安全控制實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)青島市金沙路1299號(hào)，266404
摘要
與衰老相關(guān)的認(rèn)知障礙通常表現(xiàn)為認(rèn)知能力下降，常常伴有β-淀粉樣蛋白（Aβ）斑塊、神經(jīng)纖維纏結(jié)以及神經(jīng)元細(xì)胞的丟失。本研究探討了經(jīng)過脂肪酶處理的南極磷蝦油（AKO）在改善衰老加速小鼠模型（SAMP8）認(rèn)知功能障礙方面的潛力。南極磷蝦油富含二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），這些成分以溶血磷脂酰膽堿（LPC）的形式存在（Lyso-AKO）。研究結(jié)果表明，與常規(guī)AKO組和模型組相比，Lyso-AKO顯著提高了空間記憶能力。此外，Lyso-AKO減少了神經(jīng)元損失、Aβ沉積，并防止了軸突、樹突和樹突棘的丟失，同時(shí)抑制了星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，這些是神經(jīng)炎癥的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。它還調(diào)節(jié)了蛋白酶體和自噬途徑，促進(jìn)了Aβ的清除。同時(shí)，Lyso-AKO通過抑制焦亡反應(yīng)減輕了神經(jīng)炎癥。全身給藥時(shí)，Lyso-AKO通過降低循環(huán)中的細(xì)胞因子和脾臟衰老程度表現(xiàn)出抗炎作用。這些研究表明，Lyso-AKO能夠更容易地穿過血腦屏障，從而改善認(rèn)知功能障礙并減輕神經(jīng)炎癥。這為將Lyso-AKO作為膳食干預(yù)手段以延緩大腦衰老和改善神經(jīng)退行性疾病提供了理論支持。
引言
隨著老年人口的持續(xù)增加，認(rèn)知障礙患者的數(shù)量也在逐漸上升。在許多患者中，認(rèn)知功能會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而顯著下降，獨(dú)立生活能力的逐漸喪失已成為一個(gè)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題（Scheltens, 2016）。認(rèn)知障礙的癥狀主要涉及記憶障礙和其他認(rèn)知功能障礙。認(rèn)知障礙的主要病理特征是尼氏體減少（染色質(zhì)溶解）、神經(jīng)細(xì)胞核固縮、β-淀粉樣蛋白沉積以及神經(jīng)纖維纏結(jié)的形成（Hyman et al., 2012; Moscoso et al., 2021）。認(rèn)知障礙在早期階段難以檢測(cè)和治療。此外，該病癥的發(fā)展過程復(fù)雜且持續(xù)進(jìn)行，基本上是不可逆的，給醫(yī)療系統(tǒng)和社會(huì)帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)（Adams, 2002）。積極的膳食干預(yù)可以有效降低認(rèn)知障礙或癡呆的風(fēng)險(xiǎn)。因此，開發(fā)含有天然生物活性化合物的功能性食品對(duì)于減輕認(rèn)知障礙至關(guān)重要。
南極磷蝦油（Euphausia superba）是一種從南極磷蝦中提取的新食品成分，富含磷脂，如磷脂酰膽堿。它還含有豐富的n-3多不飽和脂肪酸（n-3 PUFAs）（Xie et al., 2019）。研究表明，二十二碳六烯酸（DHA）向大腦的運(yùn)輸受其分子形式的影響。與甘油三酯（TG）形式的DHA相比，磷脂（PL）形式的DHA更容易在大腦中積累（Chouinard-Watkins et al., 2019）。我們之前的研究發(fā)現(xiàn)，以磷脂形式存在的二十碳五烯酸（EPA）和DHA通過降低促炎細(xì)胞因子水平、增強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生以及抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化而發(fā)揮抗炎作用（Che et al., 2021; Wang et al., 2021）。此外，初步研究表明，富含DHA和EPA的磷脂通過抑制氧化應(yīng)激和抑制細(xì)胞凋亡具有神經(jīng)保護(hù)作用（Du et al., 2023; Wu et al., 2021）。另外，以磷脂形式存在的DHA和EPA與改善認(rèn)知功能和緩解抑郁有關(guān)（Liu et al., 2021; Wang et al., 2022）。還有研究表明，長(zhǎng)期攝入磷蝦油可以改善APP/PS1小鼠的輕度認(rèn)知障礙（Du et al., 2024）。
據(jù)報(bào)道，以溶血磷脂形式的DHA可以通過MFSD2A蛋白穿過血腦屏障。研究表明，給予溶血磷脂酰膽堿（LPC）形式的AKO可以使大鼠海馬體和紋狀體的DHA水平高于空白對(duì)照組或給予磷脂酰膽堿（PC）形式DHA（PC-DHA）的組（Sugasini et al., 2019）。值得注意的是，在南極磷蝦油中的磷脂中，EPA和DHA主要在sn-2位點(diǎn)酯化（Kutzner et al., 2017）。對(duì)南極磷蝦油中的磷脂進(jìn)行脂肪酶處理不僅將其轉(zhuǎn)化為更易穿過血腦屏障的LPC形式，還增加了這些磷脂中EPA和DHA的質(zhì)量百分比。然而，目前文獻(xiàn)中尚未報(bào)道富含EPA和DHA的膳食AKO是否真的能夠改善認(rèn)知障礙或預(yù)防/緩解癡呆的進(jìn)展。
本研究旨在探討Lyso-AKO對(duì)認(rèn)知障礙的改善效果。首先通過酶法制備了Lyso-AKO。衰老加速小鼠模型（SAMP8）是研究與年齡相關(guān)的認(rèn)知功能障礙（特別是阿爾茨海默病（AD）病理學(xué)的經(jīng)典模型，在衰老研究中廣泛使用。該小鼠品系的優(yōu)點(diǎn)在于其認(rèn)知障礙類似于自然衰老過程中的情況，并表現(xiàn)出人類阿爾茨海默病的多個(gè)關(guān)鍵病理特征。在本研究中，使用Y迷宮測(cè)試評(píng)估了Lyso-AKO對(duì)認(rèn)知能力的影響。隨后，我們進(jìn)一步通過檢查Aβ沉積、神經(jīng)元損失、神經(jīng)纖維纏結(jié)及相關(guān)蛋白質(zhì)的表達(dá)來評(píng)估Lyso-AKO對(duì)認(rèn)知障礙的改善效果。此外，還測(cè)量了外周組織的炎癥狀態(tài)。
材料與試劑
南極磷蝦油購(gòu)自青島康晶海洋生物科技有限公司。總DNA-RNA-蛋白質(zhì)提取試劑盒購(gòu)自美國(guó)喬治亞州諾克斯羅斯的Omega Bio-tek公司。IL-6（JM-02446M1）、TNFα（JM-0935H1）、MCP（JM-02365M1）和IL-10（JM-02459M1）的Elisa試劑盒購(gòu)自中國(guó)鹽城市的江蘇京美生物科技有限公司。分析級(jí)化學(xué)試劑購(gòu)自中國(guó)上海的中國(guó)醫(yī)藥化學(xué)試劑有限公司。
Lyso-AKO的制備及脂肪酸成分分析
南極磷蝦油使用Novozym 435脂肪酶進(jìn)行酶水解處理，過程中PC轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)PC和游離脂肪酸（圖1A）。隨后，游離脂肪酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成脂肪酸乙酯。通過n-己烷/乙醇水溶液萃取將溶血磷脂從EE中分離出來。分別對(duì)AKO和Lyso-AKO的脂質(zhì)成分進(jìn)行了氣相色譜分析。
結(jié)論
總之，我們的研究結(jié)果表明，AKO可以通過酶水解轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)yso-AKO，從而增加EPA和DHA的含量。由于LPC具有更好的血腦屏障通透性，Lyso-AKO能夠有效改善SAMP8小鼠的認(rèn)知障礙，這一點(diǎn)通過Y迷宮測(cè)試得到了驗(yàn)證。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，Lyso-AKO在減少Aβ沉積和緩解神經(jīng)元病理變化（如軸突丟失）方面比AKO具有更好的效果。
作者貢獻(xiàn)聲明
Lei Ma：方法學(xué)。Chengcheng Wang：方法學(xué)、數(shù)據(jù)管理。Jianning Wang：數(shù)據(jù)管理。Wang Xianshu：方法學(xué)。Tiantian Zhang：撰寫-審稿與編輯、方法學(xué)、資金獲取、數(shù)據(jù)管理。Yuming Wang：項(xiàng)目管理、方法學(xué)、資金獲取、數(shù)據(jù)管理。Changhu Xue：監(jiān)督。Jianing Tian：撰寫-初稿、方法學(xué)、正式分析、數(shù)據(jù)管理。Dandan Wang：項(xiàng)目管理、方法學(xué)、數(shù)據(jù)管理
未引用的參考文獻(xiàn)
Adams and Sweatt, 2002; AOAC Official and Latimer, 2023; Inestrosa and Varela-Nallar, 2014; Li et al., 2025; Mavroeidi and Xilouri, 2025; Scheltens et al., 2016; Serrano-Pozo et al., 2011; Wang et al., 2022; Zhang et al., 2024.
致謝
本工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2023YFC2812400）、國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：22408357）、泰山學(xué)者計(jì)劃（編號(hào)：tstp20240812）、海洋食品加工與安全控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的開放競(jìng)爭(zhēng)項(xiàng)目（編號(hào)：20250101）以及山東省高校青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃（編號(hào)：2023KJ040）的支持。
