《Brain, Behavior, and Immunity》：Sex-dependent protective effects of a ketogenic diet following prenatal stress exposure: Evidence from adolescent rats
编辑推荐：
本研究针对产前应激(PNS)导致青少年期社交行为缺陷这一神经发育风险，创新性地采用断奶后生酮饮食(KD)进行干预。研究发现KD能显著改善PNS诱导的社交障碍，将易感个体比例从50-55%降至22%（雄性）和12%（雌性）。机制上，KD通过性别特异性方式调节前额叶皮层(PFC)的抑制性中间神经元标志物（PV/SST）、NRF2/KEAP1氧化还原信号和炎症因子（TNF-α/IL-6/C4），为饮食干预改善发育性应激相关脆弱性提供了新策略。
生命早期的不良经历会显著增加个体后期罹患精神疾病的风险，其中孕期应激(PNS)作为重要的环境风险因素，能够通过改变母体环境而影响胎儿大脑发育。特别值得关注的是，这些应激诱导的神经行为改变往往在青少年期这个大脑发育的关键窗口开始显现，表现为社交退缩、情绪调节异常等核心症状。然而，目前针对发育期应激相关脆弱性的有效干预策略仍然有限。
在这项发表于《Brain, Behavior, and Immunity》的研究中，意大利研究团队探索了一种新颖的非药物干预方案——生酮饮食(KD)。这种高脂肪、极低碳水化合物的饮食模式已知能诱导酮症（产生β-羟基丁酸等酮体），在神经系统疾病中显示出神经保护潜力。研究人员想知道：在断奶后立即开始KD干预，能否逆转PNS对青少年期大鼠社会行为的负面影响？更重要的是，这种保护作用是否存在性别特异性？
为了回答这些问题，研究团队建立了一套严谨的实验体系。他们首先让孕鼠在妊娠后期（GD14至分娩）接受重复束缚应激建立PNS模型，对照组则不受干扰。子代大鼠在断奶（出生后21天）后被随机分配到标准对照饮食(CD)或KD组，持续喂养至青少年期结束（出生后48天）。研究人员通过开放场地社交互动测试和Y迷宫社交测试评估社交行为，并采集前额叶皮层(PFC)组织进行分子生物学分析。
关键技术方法包括：1）产前应激动物模型构建（妊娠期重复束缚应激）；2）代谢参数监测（体重轨迹、食物摄入量、血浆β-羟基丁酸ELISA检测）；3）行为学测试组合（开放场地测试、蔗糖喷雾测试、社交互动测试）；4）分子生物学分析（RT-qPCR检测兴奋性/抑制性标志物、氧化还原通路基因、炎症因子表达）；5）统计学分析（双因素ANOVA、两步聚类分析识别易感/耐受表型）。
3.1. 生酮饮食对代谢参数的影响
KD喂养显著降低了体重增长轨迹，同时大幅提升了血浆β-羟基丁酸水平，证实了酮症状态的成功诱导。这些代谢效应在PNS暴露和对照组中均一致存在，表明早期应激经历不改变KD的基本代谢作用。
3.2. 产前应激损害子代情绪行为：生酮饮食的调节作用
在开放场地测试中，PNS雄性大鼠的自主活动性增加，而KD则加剧了这种效应。蔗糖喷雾测试显示KD延长了理毛行为潜伏期，但一旦开始理毛，KD动物会花费更长时间。最重要的是社交行为测试：在开放场地社交互动测试中，PNS显著降低了雄性和雌性的社交偏好，而KD干预完全逆转了这种缺陷。在Y迷宫社交测试中，虽然社交偏好指数无显著变化，但PNS减少了社交互动时间，而KD表现出改善趋势。通过整合两个社交测试的数据进行聚类分析，发现约50-55%的PNS-CD动物表现为"易感"表型，而KD将此比例显著降低至22%（雄性）和12%（雌性）。
3.3. 产前应激和生酮饮食调节青少年大鼠前额叶皮层兴奋性和抑制性标志物的表达
分子分析揭示了显著的性别二态性。在雄性中，KD显著增强了抑制性中间神经元标志物小清蛋白(PV)和生长抑素(SST)的表达，而对兴奋性标志物Vglut1和PSD95影响不大。在雌性中，PNS选择性地降低了PV和SST表达，KD仅部分恢复了PSD95水平，但对抑制性标志物无显著改善作用。
3.4. 产前应激和生酮饮食对青少年子代氧化还原标志物的性别特异性效应
在氧化应激通路方面，KD在雄性中降低了NRF2表达并增加了其抑制因子KEAP1，表明抗氧化信号下调。相反，在雌性中，KD增加了NRF2表达，部分恢复了PNS降低的GCLC1水平，并降低了KEAP1表达，提示雌性可能通过增强抗氧化能力来响应KD干预。
3.5. 产前应激和生酮饮食对青少年子代神经炎症信号的调节
KD表现出显著的抗炎作用，在雄性和雌性中均降低了前额叶皮层促炎细胞因子TNF-α、IL-6和补体成分C4的表达。这种抗炎效应可能与KD的行为保护作用密切相关。
研究结论表明，断奶后生酮饮食能够有效缓解产前应激诱导的青少年期社交行为缺陷，这种保护作用通过性别特异性的分子机制实现。在雄性中，KD主要通过增强抑制性神经回路和减少神经炎症来发挥作用；而在雌性中，则主要通过增强抗氧化防御系统和抗炎机制来提供保护。这些发现强调了营养干预在调节发育编程效应中的潜力，特别是针对存在早期生命应激风险的个体。
这项研究的重要意义在于首次系统揭示了生酮饮食在缓解发育期应激相关行为缺陷中的性别特异性保护机制，为开发针对神经发育障碍的饮食干预策略提供了 preclinical 证据。考虑到青少年期是许多精神疾病的发病关键期，这种非药物、营养基础的干预方式具有重要的转化医学价值。然而，研究也指出需要在更长的观察期和更深入的机制探索中验证这些效应的持久性，并谨慎评估长期生酮饮食在临床应用中可能面临的挑战。
