《Food Research International》：Fermented red quinoa (FRQ) effectively mitigates chronic alcohol-induced cognitive impairment and hepatic steatosis through multi-mechanistic pathways
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长期酒精摄入通过乙醛等代谢物引发氧化应激、炎症和肠菌群失调，损害全身器官。本研究通过28天实验评估发酵红藜麦（FRQ）对酒精暴露小鼠认知功能的保护作用，发现FRQ可改善酒精诱导的小鼠认知损伤、肝脂沉积及血脑屏障破坏，其机制涉及三方面：1）FRQ中的酚类化合物加速酒精代谢，降低乙醛水平，抑制氧化应激和炎症；2）直接调控AP-1亚基（ΔFOSB/JUND），恢复BDNF并平衡谷氨酸/γ-氨基丁酸系统；3）通过重塑肠道菌群（如富集产丁酸菌Butyricicoccus）强化肠屏障，抑制系统性内毒素迁移。该研究为功能性谷物开发提供了新证据。
林子涵|王照辉|魏芬芬|朱欣瑶|马俊伟|吴燕|陈松梅|宋丽华
上海交通大学农业与生物学院食品科学与技术系，中国上海200240
摘要
长期饮酒会通过乙醛等代谢物导致全身性损伤，这些代谢物会引发氧化应激、炎症和肠道菌群失调。本研究评估了发酵红藜（FRQ）在酒精暴露的小鼠模型中的保护作用，重点关注认知功能。
雄性C57BL/6J小鼠被随机分为三组，进行为期28天的实验：一组为正常对照组，一组接受乙醇处理（1 mL/100 g·BW），另一组同时接受乙醇和FRQ粉末（人体等效剂量：9 g/60 kg·BW）。研究结果表明，使用Lactobacillus kisonensis进行发酵显著增加了FRQ中的酚类化合物（如槲皮素和白藜芦醇酸）含量。FRQ干预改善了认知功能，减轻了突触结构损伤和血脑屏障破坏，并缓解了肝脏脂肪变性。其保护机制涉及三条途径：1) FRQ中的特定酚类化合物通过调节ADH/ALDH活性促进酒精代谢，从而降低乙醛水平。作为主要的初始途径，这种代谢增强作用显著减轻了随后的氧化应激和炎症，降低了肝脏、大脑和结肠的损伤；2) 它直接调节AP-1亚单位（ΔFOSB/JUND），恢复BDNF，并平衡谷氨酸/GABA系统；3) 通过重塑肠道微生物群（例如富集产生丁酸的Butyricicoccus菌），增强肠道屏障完整性，从而抑制全身性LPS转运和炎症。
总之，FRQ通过多种机制减轻酒精引起的认知和肝脏损伤，显示出作为综合膳食干预措施的潜力。
引言
根据《柳叶刀》发表的数据，1990年至2017年间全球人均酒精消费量增加了10%，预计未来十年还将增加17%（Manthey等人，2019年）。约有20亿人饮用酒精饮料，中国是最大的市场之一。据估计，约有2.8亿中国人经常饮酒（Bryazka等人，2022年）。
长期饮酒已知会导致肝脏损伤，并且也与中枢神经系统的损伤密切相关，通常称为酒精相关性脑损伤（ARBD）。孟德尔随机化分析显示，酒精摄入与痴呆之间存在正线性因果关系，表明较高的酒精摄入显著增加了痴呆风险（Zheng等人，2024年）。先前的研究表明，酒精摄入会损害神经营养支持（Hou等人，2018年），并改变兴奋性和抑制性神经递质之间的平衡，尤其是在谷氨酸/γ-氨基丁酸（Glu/GABA）系统中（Filarowska-Jurko等人，2024年；Li等人，2024年；S.-Y. Peng等人，2021年）。此外，酒精代谢受损会导致其有毒代谢物乙醛的积累（Wang等人，2025年）。乙醛可诱导N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体功能障碍，并引发氧化应激和炎症，从而共同促进神经元损伤和认知障碍（Boffetta等人，2006年；Houldsworth，2023年；Li等人，2022年）。同时，长期饮酒还会导致肠道菌群失调和肠道屏障功能障碍。这种功能障碍会引发全身性炎症，并通过肠道-肝脏/大脑轴导致肝脏损伤和认知功能障碍（Kim等人，2024年；Niu等人，2024年；Zhang等人，2024年）。鉴于目前针对酒精引起的认知障碍的策略存在局限性（Ho等人，2023年；Pervin & Stephen，2021年），膳食干预被提出作为有前景的补充方法。
近年来，发酵谷物因其健康促进作用而受到研究关注，尤其是其肠道益生菌特性。在我们之前的研究中，我们发现用Lactobacillus kisonensis发酵的谷物可以有效缓解大鼠的肝脏脂肪变性（C. Zhu等人，2021年），并通过调节肠道微生物群改善高脂饮食小鼠的认知障碍（Wei等人，2024年）。Lactobacillus kisonensis在增加全谷物中的多酚、黄酮类和GABA方面表现出优异的能力（Ding等人，2020年；R. Jiang，2018年）。这些生物活性成分与抗氧化和抗炎作用密切相关，从而带来肝脏和认知益处。
基于此基础，我们将研究重点转向了红藜（Chenopodium quinoa）。红藜天然富含具有氧化还原调节能力的酚类化合物。特别是通过乳酸菌（LAB）的发酵，可以释放和转化这些化合物为更易被机体利用的形式（Yang等人，2024年），从而提高其营养价值，改善生物利用度和感官特性，并增强相关健康益处（R. Zhang等人，2022年；Chuang Zhu等人，2024年）。因此，发酵红藜（FRQ）作为一种功能性谷物受到了越来越多的关注，发酵带来的成分重塑可能具有潜在的抗氧化和抗炎作用（Chu等人，2024年）。同时，发酵相关的代谢物可能有助于减轻氧化应激和炎症信号传导（Asem Mahmoud等人，2024年）。除了全身性益处外，发酵藜制品还被证明可以通过调节肠道微生物群来支持肠道稳态（Ma等人，2025年），这可能间接影响肠道-大脑通信。综上所述，FRQ是一种在营养上优化的候选物质，对神经保护性膳食策略具有重要的意义。
因此，本研究旨在表征用Lactobacillus kisonensis发酵的红藜（FRQ）的生物活性成分，并评估其对酒精引起的认知障碍的保护作用。这项研究为功能性谷物产品的开发提供了见解。
材料
Chenopodium quinoa野生种由青海省三江沃土生态农业科技有限公司提供。Lactobacillus kisonensis（JCM15041）由华东科技大学生物反应器工程国家重点实验室提供。
从国家食品药品监督管理局（Nifdc）获得7周大的无特定病原体（SPF）雄性C57BL/6J小鼠（20 ± 2 g），并从浙江Charles River实验室动物技术有限公司购买。
发酵对红藜成分的影响
如图1A-E所示，发酵显著增加了红藜（FRQ）中的总多酚（25.41 ± 0.12 vs. 13.79 ± 0.22 mg/100 g）和黄酮类（9.72 ± 0.13 vs. 8.30 ± 0.11 mg/100 g）的含量（p < 0.01）。此外，FRQ的蛋白质含量（2464.53 ± 17.28 vs. 2032.50 ± 19.52 mg/100 g，p < 0.01）和总碳水化合物含量（626.25 ± 8.01 vs. 444.74 ± 22.15 mg/100 g，p < 0.01）也更高，而皂苷含量则降低（2.29 ± 0.28 vs. 10.75 ± 0.65 mg/100 g，p < 0.01）。
讨论
众所周知，长期饮酒会导致多器官损伤，这主要归因于其主要代谢物乙醛的毒性。在本研究中，连续28天接受42%乙醇灌胃的小鼠表现出一系列病理变化，包括显著体重下降、肝脏脂肪变性、胃黏膜侵蚀、器官指标改变，尤其是严重的认知障碍——表现为行为缺陷、突触超微结构损伤和认知功能受损。
结论
本研究表明，发酵藜（FRQ）对小鼠因酒精引起的损伤具有全面的保护作用，可以改善认知障碍和多器官病理。从机制上讲，我们阐明了FRQ的保护作用是通过三条协同途径实现的：（1）主导/初始代谢途径：FRQ中的酚类化合物加速乙醇清除，减少乙醛负担，从而主要减轻全身性毒性和炎症；（2）神经保护途径：直接保护神经元。
作者贡献声明
林子涵：撰写初稿、方法学设计、数据整理。王照辉：数据可视化、数据整理。魏芬芬：方法学设计、数据整理。朱欣瑶：方法学设计、数据整理。马俊伟：数据整理。吴燕：数据整理、概念构思。陈松梅：撰写、审稿与编辑、方法学设计、概念构思。宋丽华：撰写、审稿与编辑、项目监督、方法学设计、研究实施、资金申请。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（32172221）的支持。
