《Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids》：Short-term docosahexaenoic acid rich diet prevents cognitive deficits in human apolipoprotein E epsilon 4-targeted replacement mice
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DHA钙盐通过2-4个月短期干预有效预防APOE4小鼠认知衰退，且DHA摄入起始时间及持续时间与疗效相关，8个月长期干预反而加剧女性认知损害，证实短期补充可行性。
Rana Raffoul | Jessica Avila Lopez | Annick Vachon | Benoit Laurent | Mélanie Plourde
舍布鲁克大学医学与健康科学学院，地址：2500 Sherbrooke University Boulevard, QC, J1K 2R1, 加拿大
摘要
背景
二十二碳六烯酸（DHA）是一种ω-3（Ω3）脂肪酸，其代谢在携带载脂蛋白E（APOE4）ε4等位基因的个体与携带APOE3等位基因的个体之间存在差异。APOE4是晚发性阿尔茨海默病的主要遗传风险因素。研究表明，饮食中的DHA可以预防APOE4携带者的认知能力下降。然而，是否需要终生摄入DHA尚不明确。我们假设，在较晚的年龄开始并持续较短时间的DHA摄入可以预防APOE4小鼠的认知能力下降。
目的
研究不同持续时间DHA摄入对APOE4小鼠认知能力下降的预防效果。
方法
将携带人类APOE3（对照组，n=84；34只雄性/50只雌性）或APOE4（n=84；39只雄性/45只雌性）等位基因的小鼠分别喂食不含DHA的对照饮食或富含DHA（每100克饮食含0.5克DHA）的饮食，持续2个月、4个月或8个月。使用新物体识别测试评估其识别记忆能力，并通过气相色谱法测定DHA的含量。
结果
喂食对照饮食的APOE4小鼠无法识别新物体，而APOE3小鼠能够识别，这表明APOE4小鼠存在认知能力下降。然而，喂食富含DHA和钙的饮食2个月和4个月后，雄性小鼠（2M-P=0.0414，4M-P=0.0073）和雌性小鼠（2M-P<0.0001）的认知缺陷得到了改善。与对照饮食相比，喂食富含DHA和钙的饮食2个月后，雌性和雄性的大脑皮层中DHA的相对百分比分别提高了18-25%（Females-P=0.0031；Males-P=0.0010）。
结论
对于APOE4小鼠来说，无需终生摄入DHA和钙盐即可预防认知能力下降。
引言
阿尔茨海默病（AD）是一种神经退行性疾病，其特征是进行性记忆丧失、空间定向障碍、认知功能障碍和行为变化。大多数AD病例是散发的，年龄是主要风险因素之一，65岁以后发病率每五年翻一番。已发现遗传易感因素如载脂蛋白E（APOE4）基因的ε4等位基因是晚发性AD的主要遗传风险因素[1]。尽管该等位基因仅占人口的15%，但大约65-80%的AD患者至少携带一个APOE4等位基因[2]。与没有APOE4等位基因的人相比，携带一个APOE4等位基因会使AD风险增加2-3倍，而携带两个APOE4等位基因则使风险增加15倍[3]。然而，这种基因型的一个有趣之处在于，并非所有携带者都会发病，这表明其他因素可能调节APOE4相关的风险。
我们之前的研究表明，连续8个月摄入二十二碳六烯酸（DHA）——一种富含鱼类的ω-3（Ω3）脂肪酸——可以预防APOE4小鼠的认知能力下降[4]。这一发现与其他研究结果一致，例如Scheinman等人发现，从4个月到12个月大期间喂食富含DHA和二十碳五烯酸（EPA）的Ω3饮食可以预防APOE4小鼠的认知能力下降[5]。然而，这两项研究中的小鼠在整个生命周期中约有三分之二的时间都在摄入DHA丰富的饮食，这与人类通常持续几个月到1-2年的Ω3补充剂使用情况不同[6]。因此，尚需确定较短时间的DHA摄入是否也能预防APOE4小鼠的认知能力下降。
另一个重要考虑因素是DHA和EPA的化学稳定性。这些高度不饱和的脂肪酸在室温下容易氧化和降解，这使得将它们纳入实验饮食具有挑战性。因此，确保饮食中DHA的稳定性和均匀性对于维持其长期研究中的生物活性至关重要。一种有前景的方法是使用DHA的钙盐形式（DHA-Ca）[7]，与传统DHA配方相比，DHA-Ca可能具有更好的抗氧化稳定性和更长的保质期[7,8]。最近的证据强调了DHA-Ca相对于传统DHA的潜在优势[9]。Li等人比较了在高脂饮食（HFD）诱导的高脂血症小鼠模型中，DHA-Ca和标准DHA的效果[9]，发现DHA-Ca在控制体重、调节血脂谱和保护肝脏组织方面更有效[9]。此外，DHA-Ca在调节脂质代谢、预防肝脂肪变性和增强抗氧化防御方面表现更优，显示出更大的治疗潜力[9]。
基于这些观察结果，我们测试了“在较晚的年龄开始并持续较短时间的DHA钙盐摄入可以预防APOE4小鼠的认知能力下降”的假设。这项研究将为了解较短时间DHA摄入对预防APOE4小鼠认知能力下降的潜力提供关键见解。
动物和饮食
动物和饮食
在本研究中，从The Jackson Laboratory购买了携带人类化载脂蛋白E（APOE）ε3或ε4等位基因的C57BL/6小鼠。这些小鼠分别被称为APOE3小鼠和APOE4小鼠。共有168只小鼠（E3:E3，34只雄性/50只雌性；E4:E4，39只雄性/45只雌性），它们生活在标准条件下，可以自由饮水和进食。小鼠处于12小时光照/黑暗周期中，并有标准的环境丰富设施。每周记录一次小鼠的体重。
主要结果：DHA-Ca饮食可预防认知缺陷
图2显示了NOR测试的结果。喂食对照饮食（0M）的APOE4小鼠无法识别新物体，证实了预期的行为缺陷（图2A）。相比之下，喂食相同饮食的APOE3小鼠能够识别新物体。当APOE4小鼠喂食DHA-Ca 2个月后，它们能够识别新物体，表明这种饮食持续时间可以防止识别记忆能力的下降（图2A）。然而，当APOE4小鼠喂食DHA-Ca 4或8个月后，它们无法识别新物体。
讨论
本研究的假设是，在较晚的年龄开始并持续较短时间的DHA-Ca摄入可以预防APOE4小鼠的认知能力下降。我们的结果证实，在10个月大时开始喂食DHA-Ca饮食2个月确实可以预防认知能力下降。然而，出乎意料的是，8个月的DHA-Ca饮食并未像我们之前所展示的那样预防认知能力下降[4]，甚至在某些情况下（如图2B所示）还会恶化认知能力。这与我们之前的研究结果不同……
作者贡献声明
Rana Raffoul：写作 - 审稿与编辑、初稿撰写、资源获取、实验设计、数据分析、数据管理。
Jessica Avila Lopez：写作 - 审稿与编辑、实验设计。
Annick Vachon：写作 - 审稿与编辑、结果验证、实验监督、方法学设计、实验实施。
Benoit Laurent：写作 - 审稿与编辑、项目管理、概念构思。
Mélanie Plourde：写作 - 审稿与编辑、实验监督、资源获取、项目管理、方法学设计、实验实施。
资金来源
该项目由加拿大魁北克市的Institut de la Nutrition et des Aliments Fonctionnels（INAF）资助。该资助机构未参与研究的设计、数据收集、分析或解释。
数据可用性
手稿中描述的原始数据可应要求提供给相关作者。
关于手稿制作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本作品时，作者使用了Copilot工具来提高文本的可读性和句子的语法。使用该工具/服务后，作者对内容进行了必要的审阅和编辑，并对出版物的内容负全责。
作者贡献声明
Rana Raffoul：写作 - 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、数据分析。
Jessica Avila Lopez：写作 - 审稿与编辑、项目管理、方法学设计、数据管理。
Annick Vachon：写作 - 审稿与编辑、结果验证、实验监督。
Benoit Laurent：写作 - 审稿与编辑、项目监督、资金获取、概念构思。
Mélanie Plourde：写作 - 审稿与编辑、实验监督、资源获取、项目管理、方法学设计。
利益冲突声明
作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益和个人关系：
Mélanie Plourde表示获得了Institut de la Nutrition et des Aliments Fonctionnels（INAF）的财务支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
