在《生物医学报告》期刊最近发表的一项研究中，密苏里大学的研究人员调查了食用陈年大蒜提取物是否能改善小鼠的长期行为和认知结果。
研究发现，在小鼠饮食中补充陈年大蒜提取物在海马体中产生了显著变化，在皮层中引起了可测量但较小的变化，并改善了与焦虑相关的反应、探索行为、记忆和学习能力。
作者指出，尽管这些发现很有前景，但将其转化为人类疗法仍不确定，需要进一步研究。
老年人群中的神经生物学风险
美国老龄人口正经历与年龄相关的大脑变化密切相关的合并症发病率上升。衰老与额叶和海马体等区域体积减少、活性氧增加、髓鞘退化、线粒体功能障碍和钙失衡有关。
这些过程导致认知能力下降、感觉运动障碍，以及对阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病易感性增加。
然而，针对这些疾病的预防策略仍然有限。由于这些疾病涉及多个重叠通路，整体性或多靶点方法可能具有前景。
陈年大蒜提取物的生物活性特性
几个世纪以来，人们一直将大蒜用于烹饪和药用目的，主要是因为其含硫化合物。陈年大蒜提取物是一种无味、稳定的制剂，富含具有已确定的抗氧化和抗炎特性的生物活性成分。
大量人类和动物研究表明，陈年大蒜提取物可以改善心血管健康，减少炎症，增强动脉弹性，并减缓动脉粥样硬化的进展。其成分还被证明可以抵抗氧化应激，改善新陈代谢，并调节神经炎症通路。短期动物研究表明，陈年大蒜提取物可能增强学习和记忆能力，并减少神经病理学。
基于这些证据，研究人员使用雄性C57BL/6J小鼠和添加了40%水溶性陈年大蒜提取物的AIN-93G饮食，评估了在自然衰老过程中长期补充陈年大蒜提取物的分子和神经学长期影响。
使用长期补充的实验设计
该研究使用了48只42周龄的雄性小鼠，在受控环境条件下饲养。经过一周的适应期后，小鼠被随机分配接受标准饮食或添加陈年大蒜提取物的相同饮食，持续40周。定期监测食物摄入量和体重。
评估认知和焦虑的行为测试组合
喂养期后，小鼠转入反向光暗循环，并接受一系列综合行为测试，以评估感觉运动功能、探索行为、焦虑样反应、社交能力、识别记忆和空间学习。这些测试包括倒置屏幕测试、简单神经评估非对称损伤测试、明暗过渡测试、开阔场地测试、新物体识别任务、出现测试、高架十字迷宫、零迷宫、巴恩斯迷宫和三室社交测试。行为数据使用方差分析或非配对t检验进行分析。
用于脑区分析的蛋白质组学工作流程
安乐死了一部分十只小鼠用于蛋白质组学分析。收集皮层和海马组织，匀浆并进行无标签全局蛋白质组学分析，使用串联质谱法。
提取蛋白质，进行还原、烷基化，用胰蛋白酶消化，并进行分析以创建光谱库和量化蛋白质表达。这些数据后来用于基于机器学习的生物信息学分析。
显示焦虑减少的行为结果
在40周内，喂食陈年大蒜提取物的老年小鼠在食物摄入量、体重、死亡率或总体健康方面与对照组相比没有差异。包括协调和握力在内的感觉运动评估也保持不变。然而，陈年大蒜提取物补充在焦虑和新奇恐惧相关领域产生了明显的行为益处。
在明暗过渡测试中，补充组小鼠进入暗区的次数较少，在亮区停留的时间更长，表明焦虑减少。
在出现测试中也观察到新奇恐惧的类似减少，补充组小鼠在庇护所停留的时间更少，对场地的探索更多，行进距离更长，活动性更高。
研究报告称，在开阔场地测试、高架十字迷宫或零迷宫中未检测到效果。
记忆和学习中的认知改善
使用陈年大蒜提取物改善了认知表现。在新物体识别测试中，补充组小鼠表现出更高的辨别指数，并更多地与新物体互动，表明学习和识别记忆增强。
在巴恩斯迷宫中，更大比例的补充组小鼠找到了逃生箱，在反向学习期间，它们表现出更短的潜伏期，特别是在训练早期。社交互动测量结果没有变化。
海马体和皮层中的蛋白质组学特征
蛋白质组学分析显示，陈年大蒜提取物引起了蛋白质表达的实质性变化，特别是在海马体中，发现了336种差异表达蛋白质，在皮层中发现了90种。
关键的共同变化包括两个脑区中Selenbp1减少和Pdyn增加。通路模型预测了对突触信号传导、凋亡调节、认知、记忆和焦虑相关行为的影响。
作者还确定了涉及tau蛋白、淀粉样前体蛋白、早老素1和脑源性神经营养因子的变化，这些可能与神经退行性通路相关。
支持神经保护潜力的解释
该研究支持陈年大蒜提取物可以通过抗氧化、抗炎和神经保护作用来对抗年龄相关认知衰退的观点，这些作用在先前文献和通路分析中有提示但未在此明确证明。
在焦虑、记忆和学习方面的行为改善与早期动物研究一致，可能反映了对神经可塑性、应激反应通路和细胞凋亡的调节。
蛋白质组学和通路分析进一步表明了特定区域的分子效应，特别是在海马体内部。
研究优势和转化局限性
本分析的优势包括长期补充期、广泛的行为测试组合，以及将蛋白质组学与行为结果相结合。局限性包括依赖单一动物模型、缺乏对预测通路的机制验证、仅限男性样本，以及对人类的相关性不确定。
尽管存在这些限制，研究结果表明，长期补充陈年大蒜提取物可能会增强衰老过程中的认知弹性并减少类似焦虑的行为；然而，对人类的转化意义仍属推测，需要进一步的机制和临床研究。
作者简介
Priyanjana Pramanik是一位驻印度加尔各答的作家，具有野生动物生物学和经济学的学术背景。她有教学、科学写作和红树林生态学的经验。Priyanjana拥有野生动物生物学和保护学硕士学位（国家生物科学中心，2022年）和经济学硕士学位（塔夫茨大学，2018年）。在两个硕士学位之间，她是一名公共卫生政策领域的研究员，专注于改善南亚的孕产妇和儿童健康结果。她热衷于科学传播，并致力于使生物多样性与人类共同繁荣。她的第二个硕士学位的实地工作是在印度东部的红树林中进行的，她在那里研究了人类、红树林动物和幼苗生长之间的复杂关系。
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