研究发现，父母摄入代糖可能会影响后代的肠道生物学

发表在《营养学前沿》（Frontiers in Nutrition）上的一项小鼠研究发现，父母摄入三氯蔗糖和甜菊糖会改变肠道微生物群、短链脂肪酸和基因表达，其中三氯蔗糖的影响更强、更持久。这些变化传递给了没有直接接触甜味剂的后代，尽管有几个影响在F2代中减弱了。

一项新的小鼠研究表明，父母摄入的甜味剂可能会重塑后代的肠道细菌、微生物代谢物和代谢信号，其中三氯蔗糖会留下最强烈的多代印记。研究：人工和天然的非营养性甜味剂会导致不同世代的肠道和基因反应。图片来源：Andrii Zastrozhnov / Shutterstock在最近发表在《营养学前沿》杂志上的一项研究中，研究人员表明，非营养性甜味剂（NNS）会在几代人之间引发不同的基因和肠道反应。高糖饮食会促进肥胖、高胰岛素血症和糖耐量受损，并与儿童和成人非传染性疾病的高风险相关。NNS，如阿斯巴甜、糖精、安赛蜜K、甜菊糖、三氯蔗糖和甜蜜素，被广泛用作无热量糖替代品。包括育龄妇女在内的所有年龄组的NNS消费都大幅增加。根据美国的一项调查，到2020年，超过1.4亿成年人使用神经网络。此外，世界卫生组织（世卫组织）最近的一项指南表明，长期使用NNS可能与不良反应有关，例如患心血管疾病和糖尿病的风险较高。尽管育龄妇女普遍使用NNS，但父母摄入NNS对后代的影响尚未得到充分研究。亲代NNS小鼠研究设计在本研究中，研究人员评估了父母摄入甜菊糖或三氯蔗糖对粪便微生物群（FM）和短链脂肪酸（SCFA）产生、肝脏和肠道基因表达的影响，以及这些变化是否会遗传给后代。首先，4周大的雄性和雌性小鼠（亲代，或F0代）被随机分配给水（对照）或添加甜叶菊或三氯蔗糖的水，为期16周。同一组小鼠于第6周杂交。哺乳4周后，断奶第一代（F1）直至20周龄。将来自同一组的无亲缘关系的F1小鼠杂交产生第二代（F2）。F1和F2只给予标准食物和纯净水，没有直接接触神经性神经酰胺。每周监测食物和水的摄入量以及体重的变化。第20周，对各代小鼠实施安乐死，取肝和回肠组织。在安乐死前，进行口服葡萄糖耐量试验（OGTT）。此外，在安乐死前从每一代和每一组获得粪便样本。采用16S核糖体核糖核酸（rRNA）基因测序评估FM组成。用气相色谱法定量SCFAs。从肠道和肝脏组织中提取总核糖核酸（RNA），量化炎症（肿瘤坏死因子[Tnf]和toll样受体4 [Tlr4]）、肠道屏障功能（紧密连接蛋白1 [Tjp1]）和代谢（固醇调节元件结合蛋白1 [Srebp1]）相关基因的表达。采用Kruskal-Wallis检验和post - hoc Dunn检验比较代际和群体间差异。甜菊糖和三氯蔗糖对血糖的影响OGTT测试显示，F0小鼠的葡萄糖水平在对照组和三氯蔗糖组之间没有差异。然而，在120分钟内，甜菊糖组的男性血糖水平低于三氯蔗糖组和对照组。三氯蔗糖组的雄性F1小鼠的血糖水平低于甜叶菊组和对照组，尽管血糖变化总体上是适度和选择性的。甜叶菊组的F2雌性空腹血糖较高。相比之下，三氯蔗糖组的F2雄性血糖低于甜叶菊组，空腹血糖高于对照组。对照组的血糖水平没有代际变化。NNS摄入不影响F0动物及其后代肠道Tjp1的表达。相反，与对照组相比，三氯蔗糖与F0小鼠肠道中Tnf和Tlr4表达升高以及肝脏中Srebp1表达降低有关。

三氯蔗糖和甜菊糖代际暴露的实验设计。4周龄时，将非亲本（F0）代雌性和雄性C57BL/6J初产小鼠随机分为3组，分别给予单独饮水（对照）和添加三氯蔗糖（0.1 mg/ml）或甜菊糖（0.1 mg/ml）的饮水，持续16周。为了评估非营养性甜味剂（NNSs）的代际效应，在10周龄时对属于同一治疗组的F0只小鼠进行交配。泌乳4周后断奶，随访至20周龄。F1和F2代未直接接触神经刺激神经。所有小鼠均保持在相同的饲养条件下，包括相同的动物房间、笼型和床上用品、饲料批次、水源和瓶子清洁方案以及标准化的笼清洁时间表。肠道菌群和SCFA的代际变化在F1动物中，与对照组相比，NNS组肠道Tnf和Tlr4过表达，这些变化在F2小鼠中归一化。在F0动物中，α多样性在各组之间没有差异，但甜叶菊组的香农指数高于三氯蔗糖组和对照组。β多样性在不同组间表现出显著差异。在F1小鼠中，三氯蔗糖组观察到的物种多于对照组；NNS组的Shannon指数高于对照组，β多样性在各组间存在差异。在F2只动物中，三氯蔗糖组比甜叶菊组和对照组有更多的观察物种和更高的Shannon指数；β -多样性的差异在这一代继续存在。对照组在α和β多样性方面没有代际差异。此外，NNS的摄入导致F0和F1动物的FM组成发生实质性变化，特别是在三氯蔗糖组。此外，神经网络相关的FM成分变化传递给F1代，但在F2代中部分恢复。在F0代，NNS组的粪便中戊酸盐和乙酸盐的含量低于对照组，而丁酸盐和丙酸盐的含量或SCFA的比例没有差异。在F0代，NNS组的总SCFA水平低于对照组。在F1动物中，三氯蔗糖组显著降低了乙酸、丁酸、戊酸和丙酸水平。在F2小鼠中，三氯蔗糖组的丙酸和乙酸水平较低，甜叶菊组的戊酸、丁酸、乙酸和丙酸水平较低。NNS组总SCFA水平较低。NNS暴露对跨代健康的影响综上所述，亲代NNS的摄入诱导了后代肠道微生物群组成、微生物代谢物产生、宿主血糖反应以及肝脏和肠道基因表达的代际变化。这些发现挑战了NNS代谢惰性的假设，并强调了它们影响后代健康的潜力。总体而言，三氯蔗糖表现出更强、更持久的跨代信号，而甜菊糖相关效应在F1中更为突出，一些变化在F2中减弱。需要进一步研究以确定其潜在机制及其与人类健康的关系。