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點(diǎn)奶茶、果汁的時(shí)候，你會(huì)選擇幾分糖？生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，經(jīng)常吃甜食的人通常更加“重口味”，會(huì)選擇更甜的食物。一項(xiàng)最新研究為解釋這個(gè)現(xiàn)象提供了啟發(fā)：果蠅實(shí)驗(yàn)表明，高糖飲食會(huì)影響它們感知甜味的味覺(jué)細(xì)胞的基因表達(dá)，造成持續(xù)的影響，這可能促使它們維持這種不健康的高糖飲食模式。

2020 年 11 月 11 日，美國(guó)密歇根大學(xué)的 Monica Dus 等人在 Science 子刊 Science Advances 雜志發(fā)表了題為：Persistent epigenetic reprogramming of sweet taste by diet 的研究論文，同時(shí)該論文還被選為當(dāng)期封面論文。

該研究顯示，高糖飲食可將果蠅的味覺(jué)細(xì)胞重新編程，完全重塑果蠅的味覺(jué)細(xì)胞，使其對(duì)糖的敏感度減退，進(jìn)而在它們的舌頭上留下“分子記憶”，這種“分子記憶”可持續(xù)存在，甚至當(dāng)果蠅恢復(fù)健康飲食后仍揮之不去，或能將動(dòng)物持續(xù)困在一種不健康的飲食行為模式中。

沉迷甜食：表觀遺傳惹的禍

“當(dāng)我們進(jìn)食時(shí)，只需咀嚼幾口，食物便從口中消失。我們沒(méi)想過(guò)它會(huì)給我們的大腦帶來(lái)這樣的持久影響，” 文章通訊作者，密歇根大學(xué)分子、細(xì)胞及發(fā)育生物學(xué)教授 Monica Dus 說(shuō)道，“但是當(dāng)動(dòng)物被轉(zhuǎn)移到一個(gè)不同的食物環(huán)境中，比如健康飲食，它們的細(xì)胞中仍保有高糖飲食的分子記憶。這表明過(guò)去的食物環(huán)境可能影響動(dòng)物未來(lái)的行為?！本唧w而言，研究者發(fā)現(xiàn)高糖飲食對(duì)果蠅口器中感知甜味的細(xì)胞進(jìn)行重編程，導(dǎo)致它們功能衰退。這個(gè)重編程過(guò)程涉及一個(gè)稱為多梳抑制復(fù)合體 2.1（Polycomb Repressive Complex 2.1）的表觀遺傳調(diào)控因子，簡(jiǎn)稱 PRC2。表觀遺傳調(diào)控因子是一組酶，能通過(guò)重塑染色質(zhì)影響基因是否表達(dá)和表達(dá)的程度。染色質(zhì)是構(gòu)成染色體的遺傳物質(zhì)，存在于從植物到人類的各種生物中。這個(gè)案例中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了當(dāng)果蠅處于高糖飲食期間，在其負(fù)責(zé)感知甜味的神經(jīng)元中 PRC2 在染色質(zhì)上的分布方式發(fā)生了變化。他們發(fā)現(xiàn)這種改變可使某些基因激活，使另一些基因沉默 —— 特別是與檢測(cè)甜度相關(guān)的基因。

對(duì)甜味麻木：沉默的甜味基因

“因此，通過(guò)這條具體的通路，高糖飲食可沉默感知甜味所需的基因”，Monica Dus 實(shí)驗(yàn)室的博士生、領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究的 Anoumid Vaziri 說(shuō)道，“更有趣的是，基因沉默帶來(lái)的影響是持續(xù)的，即便動(dòng)物們擺脫了高糖飲食，與味覺(jué)相關(guān)的基因（表達(dá)情況）仍保持在變化之后的狀態(tài)，動(dòng)物們依舊會(huì)經(jīng)歷甜味感知缺陷。”

果蠅的口器中只含有約 60 個(gè)感知甜味的味覺(jué)細(xì)胞。研究者將果蠅分為對(duì)照組和高糖飲食組，經(jīng)過(guò)一周的喂養(yǎng)后，從兩組果蠅中純化出這些味覺(jué)細(xì)胞，然后利用兩種技術(shù)來(lái)識(shí)別沉默的基因。一種技術(shù)涉及從這 60 多個(gè)細(xì)胞中分離核糖體（可與 RNA 結(jié)合合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器），之后對(duì)其結(jié)合的信使RNA（mRNA）進(jìn)行測(cè)序，來(lái)判斷某個(gè)基因是否被沉默。mRNA 是 RNA 的一種形式，將來(lái)自 DNA 的遺傳信息運(yùn)送到核糖體上。

到高糖飲食的第 7 天，超過(guò) 80% 的甜味基因被沉默了。這是因?yàn)?PRC2 改變了它與 DNA 的結(jié)合情況，從而開(kāi)啟了味覺(jué)細(xì)胞運(yùn)行的“程序”。新“程序”讓味覺(jué)細(xì)胞對(duì)甜味的響應(yīng)能力下降，幾乎對(duì)它們負(fù)責(zé)感知甜味的味覺(jué)細(xì)胞身份完全進(jìn)行了重編程。

日益發(fā)福：早期高糖飲食的影響

“我們需要不僅把食物當(dāng)成我們吃下去的東西，還要把它視為能影響我們未來(lái)行為和食物選擇的體驗(yàn)。這就如同長(zhǎng)大成人后，人生早期的創(chuàng)傷依然會(huì)在大腦中產(chǎn)生持續(xù)的影響。”Anoumid Vaziri  說(shuō)。

為了確認(rèn) PRC2 是基因沉默的原因，研究人員構(gòu)建了該復(fù)合物的突變體，以探究它能否恢復(fù)相關(guān)基因在細(xì)胞中的正常表達(dá)。使該復(fù)合物發(fā)生突變后，他們發(fā)現(xiàn)果蠅感知甜味的能力并未下降。

有趣的是，仍能嘗出甜味的果蠅也能保持苗條。而那些甜味感知能力下降的果蠅則變得肥胖了。其中的原因要在之前的研究中尋找答案，那項(xiàng)研究分析了糖如何干涉飽足信號(hào)。當(dāng)果蠅對(duì)糖的感知能力衰退后，它們會(huì)攝入越來(lái)越多的糖以達(dá)到相同水平的飽足感。而當(dāng)它們對(duì)糖的感知能力未減弱時(shí)，它們會(huì)更早結(jié)束攝食。

“這就好比它們不會(huì)吃光一大包餅干，而是吃兩塊就夠了，”Monica Dus 解釋道，“這的確強(qiáng)化了這樣一種觀念：味覺(jué)的這些改變對(duì)我們控制食品選擇和食物攝入量的能力很重要?！?/p>論文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/46/eabc8492參考資料：https://eurekalert.org/pub_releases/2020-11/uom-swu110920.php

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