AQP4 抑制对肥胖动物脑葡萄糖代谢的影响：MRI 研究揭示关键机制

在肥胖与脑葡萄糖代谢关系复杂且 AQP4 作用不明的情况下，研究人员以肥胖和非肥胖小鼠为对象，开展 AQP4 抑制对脑葡萄糖代谢影响的研究。结果表明 AQP4 抑制改变相关 MRI 值，影响肥胖小鼠脑葡萄糖代谢。该研究为相关疾病机制研究提供依据。

　　在生物的大脑中，葡萄糖是主要的能量来源，对维持大脑正常运转至关重要，它的运输和代谢与神经血管单元中的微血管、星形胶质细胞和神经元密切相关。然而，肥胖这一现代社会的高发疾病，却会打乱这种平衡，影响大脑的正常功能。比如，肥胖会改变脑血管壁结构、影响脑血流和葡萄糖代谢，还会增加血脑屏障的通透性，引发星形胶质细胞增生和小胶质细胞增生等问题。

水通道蛋白 4（AQP4）作为大脑中含量最为丰富的水通道蛋白，在葡萄糖运输和代谢过程中发挥着重要作用，它能促进与葡萄糖代谢相关的水流入细胞。但目前，AQP4 在肥胖状态下对葡萄糖代谢的调节能力、具体影响以及其作用机制，科学家们还知之甚少。为了深入了解这些问题，来自西班牙国家研究委员会 - 马德里自治大学等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员运用了多种关键技术方法。他们选用了 66 只成年 C57BL6/J 小鼠，将其分为正常饮食组和高脂肪饮食（HFD）组，诱导部分小鼠肥胖。在实验过程中，使用磁共振成像（MRI）技术，包括扩散张量成像（DTI）和 T₂加权成像（T₂WI） ，在给予 AQP4 抑制剂（TGN - 020）或生理盐水前后，以及葡萄糖刺激后，对小鼠大脑进行多次扫描。同时，利用主成分分析（PCA）和线性混合模型分析等统计学方法，来探究饮食、性别、抑制剂使用以及脑区等因素对实验数据的影响。

下面来看具体的研究结果：

• 体重变化：研究发现，HFD 组的雄性小鼠体重显著高于对照组，雌性 HFD 小鼠体重也高于对照组，但差异相对较小。不同处理组之间体重无明显差异。
• 不同时间点 T₂^*和 DTI 的影响因素：在基础测量时，饮食类型对 PCA₃有显著影响，HFD 小鼠在除海马体之外的区域 T₂^*值较低。在 Glc_short测量中，发现饮食和性别对 PCA₂有显著交互作用，雄性 HFD 动物的 PCA₂较高；同时，处理方式也对 PCA 有区域和饮食依赖性的影响。在 Glc_long测量中，饮食类型影响 PCA₂值，处理方式则显著影响 PCA₃值。
• TGN - 020 给药后 MRI 参数的变化：对海马体的分析显示，处理方式对 PCA₁有显著影响，TGN + Glc 组的 PCA₁值较高；饮食和处理方式的交互作用对 PCA₂有显著影响，HFD 小鼠中 TGN 处理组的 PCA₂值较低。对皮层、丘脑和下丘脑的分析发现，性别、区域和饮食的交互作用对 PCA₃有显著影响，HFD 组的 PCA₃值往往较低或相等。

综合研究结果和讨论部分，该研究意义重大。研究表明，TGN - 020 作为 AQP4 抑制剂，在葡萄糖刺激后，会引起神经血管单元的变化，通过 MRI 可检测到多个脑区血流量降低，以及肥胖小鼠海马体中葡萄糖诱导的细胞肿胀过程减弱。这揭示了 AQP4 在葡萄糖摄取和代谢中的关键作用，为深入理解肥胖相关的大脑代谢变化机制提供了重要依据。同时，研究还发现肥胖小鼠存在海马体微血管血流改变以及与星形胶质细胞或小胶质细胞增生相关的 DTI 标记物变化，且这些变化在雄性小鼠中更为明显。不过，该研究也存在一定局限性，如 TGN - 020 对 AQP4 功能抑制的准确性有待进一步明确，PCA 和 MFA 分析方法存在一定缺陷，小鼠模型与人类的差异等。但总体而言，这项研究为后续研究指明了方向，有助于推动肥胖相关脑部疾病治疗和预防策略的发展。