智利实验室研究显示:人工甜味剂对小鼠的影响可遗传至第三代

科技
A Chilean lab fed mice artificial sweeteners. Their grandkids failed a glucose test.
最新数据表明,三氯蔗糖和甜菊糖的代谢印记可能会在小鼠的多代繁衍中遗传,这为欧洲食品安全监管机构提出了棘手的挑战。

智利大学的 Francisca Concha Celume 及其团队为啮齿动物开展了一项严格管控的“餐饮服务”。他们选取了一组小鼠,在它们的饮用水中分别添加了相当于人类摄入剂量的三氯蔗糖或甜菊糖,并最终让它们进行繁育。研究的关键在于后续观察:随后的两代后代只饮用普通的自来水。

当研究人员测试三氯蔗糖组的“孙代”小鼠时,最初的饮食暴露影响早已消失。然而,这些第二代小鼠仍然表现出葡萄糖反应受损,且其肝脏中脂质代谢基因的表达有所下降。

这项发表在本周《Frontiers in Nutrition》上的研究结果表明,非营养性甜味剂的生物学印记可能是可遗传的。这一发现将关于代糖的争论从饮食指南领域带入了表观遗传学和微生物组遗传的复杂领域。尽管公共卫生官员迅速强调小鼠不等同于人类,但该数据暴露了监管机构在评估食品添加剂长期安全性方面的一个盲点。

无糖汽水的生物学遗传

该实验分离出了两种被广泛消费的甜味剂:三氯蔗糖(一种合成的氯化糖衍生物)和甜菊糖(一种植物提取物)。这两种化合物产生的差异化影响十分显著。

三氯蔗糖留下的印记更重、更持久。最初受试的小鼠肠道中与炎症相关的基因过度表达,同时肝脏基因 Srebp1 的水平下降。这些特定的标志物,连同葡萄糖处理能力的紊乱,不仅在第一代后代中显现,而且顽固地持续到了第二代。

甜菊糖的影响则相对较弱。它确实在直接后代中引发了可测量的生物学改变——证明了即使是植物来源的替代品也带有可传播的代谢信号——但这些标志物在第二代时就消失了。

然而,这两种甜味剂都改变了肠道的基本构成。研究人员记录到短链脂肪酸(SCFAs,由肠道细菌产生的关键代谢物)水平降低,而潜在致病微生物的比例则有所上升。遗传的确切机制仍是生物学家们争论的焦点。一些人认为,母体微生物代谢物在怀孕期间规划了后代的免疫轨迹。另一些人则怀疑,甜味剂化合物或其分解产物直接改写了表观遗传标志。

布鲁塞尔的安全档案

将啮齿动物的代谢图谱转化为人类饮食政策历来是一项充满争议的工作。小鼠的寿命周期极短,代谢途径独特,且生活在高度受控的环境中,这些往往会放大微小的生物学干扰。研究作者本人将这些发现仅归类为“早期生物学信号”——即可能使生物体更容易受到高脂饮食影响的监管警示,而非直接导致疾病。

但这些来自智利的数据对于欧洲食品政策而言出现得颇为尴尬。欧洲食品安全局(EFSA)基于严苛但高度传统的安全档案,设定了欧洲大陆的添加剂每日允许摄入量。这些档案很少要求追踪受试者未出生的孙代的微生物组谱系。

在德国,由于消费者对超加工食品的高度怀疑以及世界级微生物组实验室的普及,这项研究可能会引发要求更新检测方案的呼声。然而,更新监管标准需要进行大规模、长期的队列研究,以追踪跨越数十年的饮食、表观遗传学和肠道菌群数据。

从欧盟产业政策的角度来看,这是一个典型的协调问题。欧洲拥有严格的监管框架和对预防措施的公众需求,但收集这些数据的资金在各成员国之间仍是碎片化的。在欧盟协调其多代终点评估方法之前,监管机构仍只能使用上世纪的毒理学指标来监督现代合成食品链。

欧洲拥有要求获得答案的官僚体系,只是还没弄清楚该由哪个成员国来承担人体试验的费用。

来源

  • Frontiers in Nutrition
  • University of Chile
Mattias Risberg

Mattias Risberg

Cologne-based science & technology reporter tracking semiconductors, space policy and data-driven investigations.

University of Cologne (Universität zu Köln) • Cologne, Germany

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Readers Questions Answered

Q 智利大学的研究揭示了三氯蔗糖对多代的哪些影响?
A 该研究发现,当给小鼠喂食人类等效剂量的三氯蔗糖时,其代谢影响会持续到第二代后代。这些只饮用白水的“孙辈”小鼠表现出葡萄糖反应受损,以及参与脂质代谢的肝脏基因表达减少。这表明人工甜味剂的生物学影响是可以遗传的,突显了传统食品安全测试和现行监管标准可能忽视的潜在长期风险。
Q 在啮齿动物试验中,甜菊糖的生理影响与三氯蔗糖有何不同?
A 虽然两种甜味剂都会产生生物学变化,但三氯蔗糖留下的影响更为持久。作为一种植物提取物,甜菊糖在第一代后代中引发了可测量的代谢变化,但这些指标在第二代中消失了。相比之下,三氯蔗糖的影响(包括肠道炎症标志物和葡萄糖处理紊乱)在孙代中依然存在。这表明人工氯化糖衍生物可能比某些植物性替代品具有更持久的表观遗传后果。
Q 在摄入非营养性甜味剂后,测试对象的肠道健康发生了哪些变化?
A 研究人员观察到,接触三氯蔗糖和甜菊糖的小鼠肠道环境发生了显著改变。短链脂肪酸(由有益肠道细菌产生、用于支持免疫和代谢健康的必要代谢产物)显著减少。此外,研究还记录到潜在致病微生物的比例更高。微生物组的这些转变被认为是甜味剂可能影响后代代谢健康的主要途径。
Q 为什么这项研究对欧洲食品安全局(EFSA)等欧洲食品安全监管机构提出了挑战?
A 欧洲食品安全局设定的现行安全标准依赖于传统的毒理学档案,通常不追踪微生物组特征或多代健康结果。研究结果表明,在评估添加剂的长期安全性方面存在盲点。更新这些法规需要开展复杂、跨越数十项的人类研究来追踪表观遗传学和肠道菌群,这将给欧盟成员国带来巨大的后勤和财务协调难题。

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