Cell子刊：高纤维饮食能够改善因孕妇肥胖影响孩子的认知和社交能力障碍！

由于摄入高热量、低纤维饮食，食用高糖食品以及久坐不动的生活方式，全世界育龄妇女肥胖的发病率正在增加。人们普遍认为，孕前和孕期的孕妇肥胖对母亲及其子女都有短期和长期的不利健康后果。动物和人体研究的证据均表明，母亲肥胖会导致糖尿病，高血压和后代行为改变的更高风险，这表明孕产妇肥胖可能是“健康和疾病的发展起源”之一。尽管已经意识到了潜在的公共卫生重要性，但很少有队列研究检查孕产妇肥胖对后代行为和脑功能的影响的神经生物学机制。

基于此，来自西北农林科技大学食品科学与工程学院的刘学波教授带领团队，对778名7至14岁的中国儿童进行的横断面研究表明，母亲肥胖与儿童的较低的认知能力和社交能力密切相关。此外，已经证明，小鼠中的母体肥胖破坏了后代的行为和肠道微生物组，通过在后代中通过高纤维饮食来减轻突触损伤和小胶质细胞成熟缺陷，从而恢复了健康。寄居和粪便微生物群移植实验揭示了微生物群与行为变化之间的因果关系。相关研究成果以“High-fiber diet mitigates maternal obesity-induced cognitive and social dysfunction in the offspring via gut-brain axis”为题，在线发表在《Cell Metabolism》杂志上。

为了检查孕产妇体重与后代神经发育之间的关系，有778名儿童（403名男孩和375名女孩）符合随访条件。儿童年龄为7-14岁，父母完成了儿童行为清单的社交能力量表，其中包括20项社交能力项目。这些被分为三个社交能力子量表，用于衡量以下能力：活动（例如，体育和爱好）、社会主题（例如，友谊和人际交往能力）和学校表现（例如，学习能力）。表1显示了研究人群的人口统计数据。与体重正常的母亲相比，超重和肥胖的母亲的超重和肥胖儿童所占比例明显更高（p <0.05）。此外，平均而言，超重和肥胖的母亲与正常体重的母亲相比，受教育程度较低，家庭收入较低（p <0.001）。线性回归分析显示，经协变量调整后，孕前超重和肥胖的母亲的孩子的社会能力得分低于孕前体重正常的母亲的孩子（95％置信区间[CI]：-1.89至-0.02）。与其他国家的队列研究一致，该研究发现认知能力较差，ASD风险增加在肥胖母亲的孩子中，超重或肥胖的中国母亲的孩子的社会科目和学业成绩显着降低，这表明他们的社交和学习能力较低（p <0.05）。研究还表明，男孩的社交能力显着下降比女孩显着，这可能与较低的学业成绩有关（p <0.01）。这些数据表明，与女性后代相比，男性后代中的母体肥胖更可能与认知和社交障碍有关。

为了研究母体肥胖如何影响后代神经发育，研究人员建立了一个动物模型：给雌性C57BL / 6J小鼠喂食对照饮食（mCD）或高脂饮食（mHFD）12周。正如预期的那样，mHFD显着增加了孕妇体重（p <0.01）。然后将雌性小鼠与雄性小鼠配对以产生后代，然后在断奶（3周）后喂饲对照饮食（oCD）。在8-10周龄的产妇饮食组之间，后代体重没有显着差异。男性和女性后代的行为结果没有差异。为了评估工作记忆和长期记忆，分别进行了Y迷宫测试和新颖的物体识别测试。与mCD-oCD的后代相比，mHFD-oCD的后代具有更少的自发交替，并且显示出新事物与熟悉对象之间的区分指数接近-0.2，这表明工作记忆和长期记忆受损（p <0.01）。与先前的报告一致，mHFD-oCD后代的社交能力受损，并且在三室社交测试中对社交新颖性没有偏爱。这些数据表明，母亲肥胖导致后代的记忆力和社会缺陷。

母体肠道微生物组可垂直传播至其后代，从而导致后代肠道的定居时间更长。为了研究肠道菌群是否在mHFD诱导的行为异常中发挥重要作用，研究人员将雌性供体小鼠（dCD，dFD，dHFD和dFFD）的粪便菌群移植到经过抗生素治疗的成年雌性小鼠（rCD，rFD，rHFD，和rFFD）。rHFD大坝的后代表现出记忆力和社交行为受损。相比之下，rFFD大坝的后代没有行为异常。

综上所述，该研究团队发现孕妇的孕前超重和肥胖与他们的孩子较差的认知表现和社交能力密切相关。与此相符的是，母体肥胖也会在小鼠模型的后代中诱发认知和社交行为缺陷。此外，在其后代的饮食中摄入高纤维可改善后代的行为缺陷，突触损伤和异常的剪接体改变。肠道菌群的定殖肥胖的供体的肥胖导致后代的认知和社会行为失常。但是，从高纤维摄入供体移植肠道菌群会导致更好的行为表现。这些结果表明，母体肠道菌群组成紊乱与后代的行为变化之间存在因果关系，这通过交叉培养实验得到了进一步证实。值得注意的是，共同居实验表明，在断奶后操纵后代的肠道微生物组也可以减少母亲肥胖引起的行为缺陷。此外，SCFA断奶后代的治疗减轻了母亲肥胖引起的认知和社会障碍。这些结果进一步表明，高纤维饮食可以预防肠道后代的行为缺陷，可能是通过重组肠道微生物组并增强微生物代谢产物的形成来实现的。

参考文献

1、Liu， Xiaoning et al. “High-fiber diet mitigates maternal obesity-induced cognitive and social dysfunction in the offspring via gut-brain axis.” Cell metabolism， S1550-4131(21)00058-9. 23 Feb. 2021， doi：10.1016/j.cmet.2021.02.002

2、Liu， Zhigang et al. “High-Dietary Fiber Intake Alleviates Antenatal Obesity-Induced Postpartum Depression： Roles of Gut Microbiota and Microbial Metabolite Short-chain Fatty Acid Involved.” Journal of agricultural and food chemistry vol. 68，47 (2020)： 13697-13710. doi：10.1021/acs.jafc.0c04290

3、Shi， Hongli et al. “Supplement of microbiota-accessible carbohydrates prevents neuroinflammation and cognitive decline by improving the gut microbiota-brain axis in diet-induced obese mice.” Journal of neuroinflammation vol. 17，1 77. 4 Mar. 2020， doi：10.1186/s12974-020-01760-1