饮食发现影响老年线虫的学习

名古屋大学的一个研究小组发现，当线虫(长度约为一毫米或更短的微小蠕虫)的饮食中含有罗伊氏乳杆菌时，不会出现因衰老而导致的联想学习能力减弱的情况。这些结果可能表明如何利用饮食来减少包括人类在内的其他动物与年龄相关的认知能力下降。他们的研究结果发表在《eLife》杂志上。

名古屋大学科学研究生院副教授野间健太郎说：“这项研究的意义重大，因为它建立了一种使用线虫和细菌作为食物的饮食对老年人大脑功能影响的方法。” “利用线虫的特性来测量个体寿命和大脑功能老化，我们发现饮食条件可以维持大脑功能，但不能长寿。我们通常认为大脑功能的衰退是由衰老引起的，但也许大脑功能和个体寿命的衰老过程是由不同的机制控制的。”

研究人员感兴趣的是一个人如何利用饮食来维持健康的大脑活动。然而，由于饮食的影响很复杂，它们仍然是一个很难研究的课题。为了解决这个问题，研究人员研究了更简单的生物体，以了解这些过程背后的基本机制。

这些生物体包括线虫和微小蛔虫，因其解剖结构简单、寿命短且易于基因操作而受到研究人员的青睐。研究小组使用了线虫秀丽隐杆线虫，它的寿命很短，只有两周，但利用其简单的神经系统表现出记忆学习行为。

诺玛对趋热行为特别感兴趣，它描述了生物体向首选温度的运动。“线虫似乎通过将食物的存在或不存在与其饲养温度联系起来来学习，”诺玛解释道。当线虫在一定温度下有食物饲养，然后置于没有食物的温度梯度上时，它会向饲养温度移动。然而，如果在相同温度下不加食物饲养，则不会表现出向饲养温度的趋热性。“因此，”他继续说道，“我们可以使用趋热性作为联想学习能力的指标。”

为了了解改变饮食是否会影响学习，研究人员筛选了 Megmilk Snow Brand Co. 拥有的 35 种不同的乳酸菌菌株。他们试图找出可能的饮食，以保持线虫长大后的联想学习能力。研究人员发现了罗伊氏乳杆菌，这是一种益生菌，人们对其潜在的健康益处进行了研究，特别是在治疗胃肠道疾病方面。人们发现这种细菌与线虫联想学习能力的维持有关，但对其寿命没有影响。

为了了解罗伊氏乳杆菌如何影响线虫，研究小组鉴定了一种关键蛋白 DAF-16 转录因子，它可以调节喂食罗伊氏乳杆菌的线虫神经元的功能。这是他们希望找到的，因为 DAF-16 基因参与衰老和长寿过程的调节。

“由于我们的肠道含有大量细菌，包括大肠杆菌和乳酸杆菌，这些细菌的平衡也可能会影响我们的大脑功能，”诺玛说。“此外，与本研究中发现的基因相似的基因也存在于人类中。这表明，解释饮食对大脑功能随年龄变化的影响的机制也可能存在于人类身上。随着进一步的研究，通过饮食维持老年大脑的高功能有可能成为现实。”