神經(jīng)性厭食癥（AN）是一種高致死率的進食障礙，特征是主動節(jié)食和過度運動，導(dǎo)致嚴重消瘦及代謝、激素紊亂。它不僅是心理問題，更是一種代謝-精神雙重疾病?；颊叱０橛薪箲]、抑郁、體像扭曲和認知僵化，多發(fā)于年輕女性（占90%），患病率約1%。目前無根治方法，復(fù)發(fā)率高（9–52%）且死亡率居精神疾病之首，亟需改善治療。

基于此，2025年10月17日，巴黎西岱大學Nicolas Ramoz研究團隊在Translational Psychiatry雜志發(fā)表了“Unraveling the brain expression of BDNF in a mouse model of anorexia nervosa”，解析了神經(jīng)性厭食癥小鼠模型中BDNF的腦內(nèi)表達。

腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）在認知功能和代謝調(diào)節(jié)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，且BDNF基因的突變已被證實與AN相關(guān)。本研究探討了食物限制、逐步再喂養(yǎng)和短期再喂養(yǎng)對模擬AN小鼠模型中與獎賞及認知功能相關(guān)關(guān)鍵腦區(qū)：背側(cè)紋狀體（DS）、伏隔核（NAc）、腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）和前額葉皮層（PFC）中BDNF及其受體TrkB（Ntrk2）表達的影響。研究發(fā)現(xiàn)，食物限制導(dǎo)致認知靈活性下降和DS、PFC中BDNF表達降低，再喂養(yǎng)可不同程度恢復(fù)。TrkB在PFC中上調(diào)。跑輪活動可抵消這些變化，提示運動與飲食存在交互作用。差異基因主要富集于免疫調(diào)節(jié)和細胞間通訊通路。綜上所述，本研究揭示了在AN樣小鼠模型中，飲食、運動與腦功能之間存在復(fù)雜相互作用。

圖一 慢性食物限制及不同再喂養(yǎng)方案對體重、身體活動、認知靈活性和血漿BDNF水平的影響

在不同喂養(yǎng)模式下，禁食組（FR）和禁食+跑輪組（FRW）小鼠體重均顯著下降約25%且兩組間無差異，表明跑輪活動不影響減重效果；但FRW組表現(xiàn)出明顯的食物預(yù)期性活動（FAA）。逐步再喂養(yǎng)10天內(nèi)體重恢復(fù)，F(xiàn)AA隨之逐漸減少；而短期再喂養(yǎng)僅需一天即可恢復(fù)體重并立即消除FAA。

Y迷宮測試顯示，F(xiàn)RW小鼠在學習階段掌握任務(wù)更快，但在反轉(zhuǎn)學習初期出現(xiàn)短暫認知靈活性下降，表現(xiàn)為正確率顯著降低，隨后能迅速適應(yīng)新規(guī)則，未見永久性認知缺陷。

腦聲常談建立了多個《動物模型構(gòu)建與行為評估》交流群，群內(nèi)分享各種經(jīng)典和前沿的行為范式，共同交流解決動物實驗中遇到的棘手問題，避坑少走彎路！有需要的老師可以掃碼添加微信進入討論群！

血漿BDNF蛋白水平在禁食期間無變化，但在逐步再喂養(yǎng)后僅FR組顯著降低，短期再喂養(yǎng)則無此效應(yīng)，提示再喂養(yǎng)方式對BDNF代謝有特異性影響。

圖二 mPFC中BDNF、TrkB和Nat8l的表達

在前額葉皮層中，食物限制顯著降低了BDNF的表達，與背側(cè)紋狀體不同的是，逐步再喂養(yǎng)未能恢復(fù)PFC中的BDNF水平。然而，在有跑輪活動的情況下進行短期再喂養(yǎng)則能逆轉(zhuǎn)這種下降。TrkB在PFC中的表達變化趨勢與BDNF相反：在食物限制期間升高，并在逐步再喂養(yǎng)后恢復(fù)正常。伏隔核和腹側(cè)被蓋區(qū)中的BDNF、TrkB及Nat8l表達未受飲食或跑輪活動的影響。

雙因素方差分析顯示，食物限制顯著降低背側(cè)紋狀體和前額葉皮層中的BDNF表達，但對TrkB無整體影響。而Nat8l在背側(cè)紋狀體中表現(xiàn)出飲食限制與跑輪活動的顯著交互效應(yīng)，但跑輪本身并無獨立效應(yīng)。伏隔核和腹側(cè)被蓋區(qū)未見顯著變化。

此外，在食物限制條件下，背側(cè)紋狀體和伏隔核中BDNF表達與體重呈正相關(guān)，而在背側(cè)紋狀體、前額葉皮層和伏隔核中均與空腹血糖水平呈正相關(guān)，提示不同腦區(qū)對慢性食物限制下的代謝變化具有區(qū)域特異性響應(yīng)。

圖三 背側(cè)紋狀體和前額葉皮層的全轉(zhuǎn)錄組測序

為驗證BDNF表達變化并識別相關(guān)生物學通路，作者對背側(cè)紋狀體和前額葉皮層進行了全轉(zhuǎn)錄組測序。結(jié)果顯示，在背側(cè)紋狀體中，慢性食物限制導(dǎo)致BDNF表達下降，并發(fā)現(xiàn)自由進食組與禁食組之間，以及自由進食+跑輪組與禁食+跑輪組之間存在顯著的基因表達差異。食物限制引起大量基因的上調(diào)和下調(diào)，而自由進食條件下使用跑輪也會影響基因表達，但總體而言，跑輪活動在自由進食和限制飲食狀態(tài)下對基因表達的影響較小。

通路富集分析顯示，“MAPK信號通路”、“PI3K-Akt信號通路”和“細胞凋亡”等關(guān)鍵通路發(fā)生顯著變化，反映出飲食狀態(tài)對代謝、神經(jīng)功能和免疫功能的廣泛影響。這些變化在限制飲食組和跑輪運動組中均有體現(xiàn)。將轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)與BDNF蛋白互作網(wǎng)絡(luò)進行比對發(fā)現(xiàn)，差異表達基因主要參與代謝、神經(jīng)發(fā)育和免疫調(diào)節(jié)等過程。

前額葉皮層的基因表達模式與背側(cè)紋狀體相似，跑輪活動的影響較小。值得注意的是，在食物限制條件下，跑輪運動可逆轉(zhuǎn)部分基因表達變化，但背側(cè)紋狀體和前額葉皮層受影響的具體基因有所不同。前額葉皮層的通路富集分析突出顯示免疫調(diào)節(jié)和細胞間通訊是主要受影響的生物學過程。

總結(jié)

總之，慢性食物限制及后續(xù)再喂養(yǎng)顯著影響與認知功能密切相關(guān)的關(guān)鍵腦區(qū)：背側(cè)紋狀體和前額葉皮層的腦可塑性，為制定更精準的神經(jīng)性厭食癥治療策略提供了重要依據(jù)。BDNF和TrkB的表達動態(tài)受喂養(yǎng)狀態(tài)和體力活動共同調(diào)控，提示其可能作為進食障礙臨床診斷和治療監(jiān)測的潛在生物標志物，為未來研究提供了重要方向。深入理解飲食、腦可塑性與體力活動之間的復(fù)雜相互作用，對于改善患者治療效果至關(guān)重要。

文章來源

https://doi.org/10.1038/s41398-025-03618-7

腦聲小店基于深度科研洞察，專注為動物實驗提供"簡器械·精實驗"解決方案。我們突破高精設(shè)備局限，開發(fā)手工定制化儀器及配件，通過科研巧思將基礎(chǔ)工具轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新實驗方案。產(chǎn)品涵蓋行為學裝置、操作輔助工具等，使實驗室在保持操作簡效的同時，實現(xiàn)精細化數(shù)據(jù)采集，助力科研人員以創(chuàng)造性思維發(fā)掘簡易儀器的潛在科研價值。