膳食反式脂肪酸对肥胖者认知功能的作用及机制研究

Diet trans fatty acids (TFAs) was reported having relationship with the cognitive decline. Our results showed that the impairment of learning and memory ability in rats is induced by obesity. Researches indicated that excess TFAs intake could induce obesity and thus affect cognitive function in obese people. however, the mechanism is unclear. In the current study, population based research was carried out to explore the relationship of TFAs intake, TFAs levels in the blood and cognitive function by using the dietary survey, cognitive function test and gas chromatographic technology. In the animal research, we foucus on the oxidative damage-endoplasmic reticulum stress signal pathway to detect the effect of TFAs on the oxidative damage and endoplasmic reticulum damage and neural behavior changes in obese rats by using the nuroethology test, western blot. In addition, itraq protein screening technology will also be used to search for unknown protein involeved in impairment of learning and memory ability caused by TFAs in the hippocampus of obese rats. In the cell research, in order to detect the oxidative damage-endoplasmic reticulum stress signal pathway in neuron treated with TFAs, high content screening technology, flow cytometry and realtime-PCR will be used. The present study combing used the on-spot survey and laboratory study to observe and investigate the effect and mechanism of TFAs on the cognitive function in obese people. The study will provide the theoretical foundation and references for prevention and control of cognitive decline in obese people.

膳食反式脂肪酸（TFAs）与认知功能下降有关，我们的前期研究表明肥胖能够引起大鼠学习记忆能力下降。研究提示，TFAs摄入过量可能通过诱导肥胖影响肥胖者认知功能，但作用机制不清。本研究拟通过人群研究，采用膳食调查、认知功能检测、气相色谱法分析TFAs摄入量、血液TFAs含量与肥胖者认知功能的关系；通过动物研究，采用水迷宫、Western blot等技术检测膳食TFAs对肥胖大鼠学习记忆能力的影响及对脑神经细胞氧化损伤-内质网应激通路的调控作用，并通过itraq蛋白质筛选技术寻找TFAs影响肥胖大鼠脑海马区学习记忆能力的蛋白质；通过细胞研究，采用高内涵筛选、流式细胞术、realtime-PCR等技术深入研究TFAs对神经细胞氧化损伤-内质网应激通路的调控作用。本研究通过人群、实验室观察并验证TFAs引起肥胖者认知功能下降的作用及机制，将为临床预防和控制肥胖者认知功能下降提供理论依据和基础数据。

本研究通过调查北京市大兴区675名肥胖人群（228人）、超重人群（253人）和正常人群（194人），采用蒙特利尔认知评估量表 （MoCA）和简易精神状态检查量表（MMSE）和食物频数法对被调查者的认知功能状态和膳食摄入水平进行评估。结果发现，肥胖组认知功能水平显著低于正常组。肥胖组比正常体重组摄入更多的总能量、蛋白质、脂肪、饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸及反式脂肪酸（TFAs），TFAs摄入量与MMSE评分呈负相关。正常者、超重者、肥胖者血清中血脂水平、血糖（GLU）、游离脂肪酸（NEFA）、血清同型半胱氨酸（HCY）、胃饥饿素（Ghrelin）水平有统计学差异。与对照组相比，轻度认知功能障碍（MCI）患者血浆丙二醛（MDA）水平显著增加，超氧化物歧化酶活性（SOD）显著降低。人群研究充分显示了TFAs摄入量和肥胖者认知功能下降具有一定的关联。动物试验中，选用45%脂肪的高脂饲料以及分别添加1%和8%的反式脂肪酸进行肥胖和学习记忆损伤动物模型的建立，采用水迷宫、Western blot、real-time PCR等技术检测TFAs对肥胖大鼠学习记忆能力的影响及对脑神经细胞氧化损伤-内质网应激通路的调控作用。研究发现，TFAs可能引起肥胖大鼠学习记忆能力下降，其机制可能跟TFAs引起氧化损伤和内质网应激，降低肥胖大鼠血清谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）和脑组织还原型谷胱甘肽（GSH）水平，上调核转录因子2（Nrf2）/血红素氧化酶（HO-1）氧化损伤信号通路及内质网应激相关蛋白CHOP、葡萄糖调节蛋白78（GRP78），转录因子4（ATF4）和内质网氧化还原酶1-Lα（Ero1-Lα）、磷酸化的真核细胞翻译起始因子2α（p-eIF2α）的表达水平有关。细胞研究进一步研究TFAs的主要活性成分反油酸（trans C18:1）对神经细胞氧化损伤和内质网应激信号通路的调控作用，研究发现反油酸可以降低神经细胞活性，降低神经细胞线粒体膜电位，促进线粒体细胞色素C（Cyt-C）进入到胞浆中，诱导神经细胞早期凋亡，引起神经细胞氧化损伤指标MDA和脂质过氧化物（LPO）水平升高，降低SOD和GSH-PX活性，最终通过调节Nrf2/HO-1、GRP78/ATF4/CHOP内质网应激信号通路及自噬相关蛋白自噬微管相关蛋白LC3B和Beclin1蛋白有关。