隔日禁食通过调控BDNF/TrkB信号通路保护5xFAD雌鼠皮层PV中间神经元

《Molecular Neurobiology》：Every-Other-Day Feeding Prevents the Loss of Parvalbumin-Expressing Neurons in the Cerebral Cortex of Female 5xFAD Mice

本研究针对阿尔茨海默病(AD)中GABA能系统功能障碍的核心问题，探讨了隔日禁食(EOD)对5xFAD模型小鼠皮层表达小白蛋白(PV)中间神经元的保护作用。研究发现，EOD喂养可预防Aβ诱导的PV神经元丢失，并增强TrkB受体表达，但未能逆转BDNF下降及CaMKII/CBP信号异常。该研究揭示了饮食干预对AD早期神经环路保护的局限性，为代谢应激与神经退行性变的相互作用提供了新视角。

　　

在阿尔茨海默病(AD)的复杂病理网络中，GABA能中间神经元的退化日益被认为是导致神经网络失调和认知障碍的关键因素。其中，表达小白蛋白(parvalbumin, PV)的快速放电中间神经元尤其脆弱，它们通过维持皮层环路的兴奋/抑制平衡，在记忆编码和神经网络同步中发挥核心作用。然而，在AD早期阶段，PV神经元如何响应非药物干预策略（如饮食调控）仍不明确。

为此，研究人员在《Molecular Neurobiology》上发表了题为"Every-Other-Day Feeding Prevents the Loss of Parvalbumin-Expressing Neurons in the Cerebral Cortex of Female 5xFAD Mice"的研究。该工作以携带5个家族性AD突变基因的5xFAD雌鼠为模型，在症状出现前（2月龄起）实施为期4个月的隔日禁食(every-other-day feeding, EOD)干预，并于6月龄（早期症状期）通过多层次分析评估EOD对皮层PV神经元及相关分子通路的影响。

研究团队综合运用免疫组织化学、蛋白质印迹(Western blot)和行为学测试等关键技术。免疫组化定量分析了视网膜前颗粒皮层、顶叶皮层和体感皮层等区域的PV阳性神经元密度；Western blot检测了BDNF/TrkB信号通路关键蛋白（包括成熟BDNF、TrkB及其磷酸化形式pTrkB^Tyr816）以及突触可塑性相关分子（pCaMKII^Thr286和CBP）的表达；通过埋珠实验评估焦虑样和重复性行为；血清生化分析则监测了代谢指标变化。所有实验均以同窝非转基因小鼠为对照，统计学处理采用双因素方差分析。

EOD喂养对皮层PV神经元的区域性保护作用

在视网膜前颗粒皮层、顶叶皮层和体感皮层，自由进食(AL)的5xFAD小鼠表现出显著的PV神经元丢失（减少25-30%），而EOD喂养完全逆转了这一损失。值得注意的是，视网膜前无颗粒皮层和海马CA1/CA3区未观察到显著变化，提示PV神经元的易感性具有区域特异性。这种保护作用与淀粉样斑块负荷无关，因为先前研究证实EOD并未改变5xFAD小鼠的Aβ₄₂水平或硫黄素S阳性斑块数量。

行为改善与分子通路的解离

埋珠实验显示，5xFAD-AL小鼠的探索延迟时间延长6倍，重复埋珠行为增加，而EOD喂养显著缩短延迟时间（改善约60%），但未改变重复行为。这种部分行为挽救与PV神经元数量的恢复形成呼应，然而分子层面却呈现矛盾现象：EOD喂养虽使TrkB总蛋白水平升高，但成熟BDNF和其活性形式pTrkB^Tyr816进一步下降，且突触可塑性关键分子pCaMKII^Thr286和CBP在转基因小鼠中持续低表达。

代谢应激与神经保护的平衡

非转基因小鼠中，EOD引发pCaMKII^Thr286和CBP的上调（分别增加40%和33.5%），符合代谢适应增强突触可塑性的预期。但在5xFAD背景下，EOD未能激活这些通路，反而伴随炎症加剧和神经元损伤标志物增加。血清分析显示EOD仅降低非转基因小鼠的血糖（27%），而对5xFAD小鼠的代谢参数无影响，表明AD病理可能削弱了机体对饮食干预的代谢适应能力。

本研究首次系统揭示了隔日禁食在AD早期阶段对皮层PV神经元的保护作用及其分子机制的复杂性。尽管EOD通过上调TrkB受体部分缓解了PV神经元丢失，并改善部分行为缺陷，但BDNF信号通路的持续抑制和突触可塑性分子障碍提示其神经保护作用存在局限。这些发现为AD中GABA能系统功能障碍理论提供了新证据，强调饮食干预策略需结合病理阶段和个体代谢状态进行优化。未来研究需进一步解析代谢应激与Aβ病理在特定神经元类型中的相互作用，为开发精准的环路调控疗法提供依据。