密歇根大学的一项新研究发现，当果蝇接触高糖食物时，与大脑健康相关的主要代谢物会消耗殆尽。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

        这一发现可能会告诉研究人员，为什么在高营养的饮食中，行为会随着内部能量状态的改变而改变，比如食物的摄入量、学习和记忆，以及睡眠。

        当我们的身体代谢食物时，食物被分解成代谢物——在身体中起许多作用的小分子，包括为细胞提供燃料和激活或抑制酶的产生。

        通过这项研究，研究人员发现，在从饥饿到饱腹感的快速过渡过程中，果蝇的代谢谱发生了迅速变化，它们的大脑比身体表现出更大的变化。特别是，高糖饮食降低了大脑代谢产物n -乙酰天冬氨酸，或NAA，和kynurenine的水平。

        代谢物的变化可能会影响苍蝇感知饱腹感的速度，导致它吃得更多。事实上，密歇根大学的研究人员此前发现，高糖饮食中特定代谢物的增加会导致暴饮暴食和体重增加。

        尽管科学家们还不清楚NAA在大脑中的作用，但它似乎为脑细胞提供了燃料，并平衡了大脑的渗透压(或调节细胞体积)。另一种代谢物kynurenine的水平较低，这是在运动中产生的高水平，与抑郁症有关。

        “我们发现的是一种代谢重塑，”密歇根大学分子、细胞和发育生物学助理教授莫妮卡·杜斯说。“这不仅仅是从早期到长期接触的逐渐积累，而且在高糖饮食的第7天，这些果蝇的代谢谱完全不同。”

        癌症细胞也会经历这种代谢重塑，以促进它们的生长，这就是为什么饮食可能在癌症治疗中发挥作用，也是Dus实验室想要研究代谢物在大脑中的转移的原因。

        为了研究高糖饮食如何影响果蝇的大脑和身体，研究小组将一组禁食的果蝇和一组喂食的果蝇进行了比较。在喂食果蝇的情况下，研究人员不给它们喂食正餐，第二天给它们喂食中等甜味的葡萄糖果冻作为早餐。

        研究人员将糖果冻和蓝色或绿色染料混合，一个小时后，检查苍蝇的腹部，确保它被吃掉了。为了确保这些动物已经吃饱了，研究人员把这些苍蝇放在一个覆盖着葡萄糖果冻的液力计上。lickometer就是它听起来的样子:一种记录舔过它的次数的计量器。

        然后，在不同的管子里，研究人员把吃饱的果蝇和一组禁食的果蝇冷冻起来。这就停止了新陈代谢过程，这样研究人员就可以观察果蝇在饱腹时的大脑活动。研究人员摇动试管，试管会把苍蝇击碎。筛子将苍蝇的头部、胸部、腹部和腿部分开。这些部件随后被送到一家公司，该公司使用质谱法来测量苍蝇体内的代谢物。

        为了帮助优化果蝇的代谢产物列表，密歇根大学医学计算医学和生物信息学副教授真主安拉Karnovsky创建了一个名为FlyScape的工具。她基于之前为分析人类代谢组学数据而创建的一个名为MetScape的工具。与Metscape一样，Flyscape也是开放获取的:任何研究果蝇代谢产物的研究者都可以使用该软件。

        这些工具帮助研究人员在代谢组学数据中寻找模式。丹尼尔威林斯基(Daniel Wilinski)是Dus实验室的博士后研究员，也是这份手稿的第一作者。威林斯基这样的研究人员可以在Flyscape中输入在她的果蝇实验对象中发现的代谢产物列表，以及果蝇的基因列表。该工具将产生果蝇代谢网络的可视化。“你可以看到代谢物和基因在不同条件下的变化，”Karnovsky说。“这有助于我们理解正在发生的生物过程。”

        合著者彼得·弗雷多里诺(Peter Freddolino)是密歇根大学医学院(Michigan medicine)生物化学、计算医学和生物信息学助理教授，他在之前的几篇论文中与Dus合作，研究高糖饮食如何降低果蝇的味觉。

        “我们研究了代谢物的变化，这些变化可能从根本上扰乱了这些细胞的工作方式，”Freddolino说。“这项研究告诉我们的是，其中可能涉及哪些代谢组学途径。”

        最终，研究发现，除了NAA和kynurenine外，还有20种代谢物受到糖摄入量的影响。杜斯说，下一步，研究小组计划深入研究这些代谢物的变化如何影响大脑，改变食物摄入量，并影响其他条件，如睡眠、学习和记忆。

        来源：Medindia

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