撰稿 | AiBrain 内容团队

排版 | AiBrain 编辑团队

众所周知，孕期高脂饮食会增加母体孕期肥胖的风险及与肥胖相关的其他疾病风险，如妊娠期糖尿病、先兆子痫等，也会增加子代罹患肥胖症、糖尿病、心血管疾病等疾病的风险。

但是孕期高脂饮食是否会对后代，包括社交倾向和奖赏性寻求等行为造成影响，这种影响是否具有性别差异性，又是通过那些机制造成的？这一系列的问题至今研究甚少。

2022年11月29日，美国杜克大学的Staci D. Bilbo实验室在《Nature Metabolism》上发表题为“Maternal diet disrupts the placenta–brain axis in a sex-specific manner”论文¹。研究人员基于对小鼠和人类组织开展的实验，发现孕期高脂饮食可能会通过破坏胎盘和胎儿大脑之间的通讯，提高后代对神经系统疾病的易感性。

该实验首先以小鼠为对象，为了探究孕期高脂饮食对后代行为学的影响，雌鼠在交配前，大约4周龄时，被随机分配到高脂饮食HFD组（high fat diet，饮食脂肪含量45%）和低脂饮食LFD组（low fat diet，饮食脂肪含量10%）。

雌鼠一直保持所分配的饮食习惯，后代则在出生后20天（P20）左右断奶时，并被转移为正常饮食，直到实验结束（图一）。

一系列行为学测试贯穿在后代的不同年龄段，包括幼龄P8的超声波发声（USV）分析，P30的三厢社交行为测试，2月成年时期的糖水奖赏寻求实验，3-4月的旷场运动和强迫游泳实验。

图一：孕期高脂饮食及后代行为学测试时间线。

同人类一样，高脂饮食HFD组雌性的体重增加明显多于LFD对照组，并且在整个妊娠期体重都保持升高趋势。

后代行为学结果存在明显性别差异（图二），基本结论是孕期高脂饮食会使雌性后代主要产生社交障碍，而雄性则更多表现为非社交方面的危害，比如糖水偏好降低，这也是缺少奖赏冲动的一个指标。

通过（图二）各项行为学结果，在雌性中观察到的社交缺陷不是由运动技能受损等引起的，而雄性在强迫游泳实验中挣扎程度和移动的速度和距离的增加也不存在相关性。这些行为学的变化可能都与母代高脂饮食引起的子代神经系统变化有关。

图二：孕期高脂饮食的后代行为学测试存在性别差异性。

作者接下来用一系列实验发现高脂饮食会导致胎盘和胎儿大脑内细菌内毒素的累积，从而激活巨噬细胞上的Toll样受体-4（toll-like receptor 4），引发炎症反应。

接下来激活大量小胶质细胞（microglia），过度吞噬大脑中缝背核的5-HT能神经元，最终造成胎儿大脑的血清素（5-HT）水平偏低，且这种降低主要发生在雄性后代中，而对于雌性后代，母体高脂饮食对其行为造成的影响则通过独立于5-HT的机制产生。

在母体注射血清素前体，提高后代的血清素水平，可显著改善雄鼠后代USV和糖水偏好。但是雌性后代的社交障碍依然存在，USV缺陷甚至更加明显。

由于雄性后代社交正常，这提示上述炎症反应导致的雄性特异性血清素水平偏低对后代的社交行为没有影响，实验所观察到的雌性后代的社交障碍可能是其他原因所致。同时也提示雌性和雄性的USV产生存在不同的机制。

图三：孕期高脂饮食选择性影响雄性后代神经系统原理。（a）孕期高脂饮食导致雄性后代小胶质细胞（紫色）过度吞噬5-羟色胺能神经元（绿色）。（b）脂类代谢产物——甘油三脂会通过（a）降低大脑血清素水平，这种负相关仅存在于雄性后代。

除了小鼠，论文作者还对比分析了人类胎儿大脑和胎盘组织，发现孕妇血脂偏高与人类男胎和小鼠雄性胎儿大脑的血清素（5-HT）水平存在明显负相关。

在此之前，多项研究也表明母体高脂饮食会对子代神经系统造成影响。2010年，美国俄勒冈大学Sullivan EL等人也使用非人灵长类动物（non-human primate）模型²，研究了母体肥胖对子代的影响。结果显示，雌性幼崽在新奇物体测试（novelty test）中显示出较高的焦虑样情绪，雄性幼崽的攻击性行为增强。在其他动物实验中，Augustyniak RA等科学家也发现，妊娠期母体的高脂饮食与子代在压力下的应激反应升高有关³。

也有实验提出相反结论，认为母体高脂饮食对后代是有益的。与常规饮食母体后代相比，母体高脂饮食的后代的突触功能得到明显改善（突触是神经元聚集在一起传递信息的地方，在学习和记忆形成中起着至关重要的作用）；淀粉样蛋白水平较低（淀粉样蛋白是一种在神经元中积聚的异常蛋白质，会导致神经细胞功能障碍，最终导致记忆和学习能力严重受损），从而保护后代免受大脑功能下降和阿尔茨海默症发展的影响。

由于相关研究不是很充分，对于孕期高脂饮食究竟对子代大脑有何影响，益处大于害处，还是反之，还无法得出确切结论，期待未来更多的科学研究。

参考文献（上下滑动查看）：