一直以來(lái)，咖啡以其強(qiáng)大的提神功效風(fēng)靡全球，成為很多人生活中不可或缺的一部分，更被當(dāng)代打工人親切地稱為“續(xù)命神器”。然而，咖啡的提神功能是否會(huì)對(duì)大腦產(chǎn)生影響？近日，法國(guó)的研究學(xué)者以小鼠為研究模型，探究長(zhǎng)期攝入咖啡對(duì)于大腦中的分子及信號(hào)通路的影響。結(jié)果顯示，習(xí)慣性咖啡因消耗會(huì)從表觀基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組學(xué)等多水平上對(duì)海馬體產(chǎn)生影響，從而提升認(rèn)知能力，增強(qiáng)記憶力和學(xué)習(xí)效果。該研究發(fā)表在《臨床研究雜志》（The Journal of Clinical Investigation）上。

　　研究者使用每升0.3克的口服咖啡因溶液喂養(yǎng)小鼠，平均消耗量為4.83±0.15毫升，確保小鼠每天攝入1.45毫克左右咖啡因，并持續(xù)2周，來(lái)模擬人類(lèi)長(zhǎng)期攝入咖啡因的通常劑量范圍（≈每天2—4杯市售咖啡）。

　　在該濃度的咖啡因喂養(yǎng)下，研究者檢測(cè)到小鼠腦內(nèi)的咖啡因濃度為每升3.6±1.1微摩爾，咖啡因代謝物副黃嘌呤、可可堿和茶堿腦內(nèi)的濃度分別為每升1.9±0.4微摩爾、1.8±0.3微摩爾和0.10±0.03微摩爾。

　　研究結(jié)果顯示，長(zhǎng)期攝入咖啡因會(huì)從表觀基因組、代謝組、蛋白質(zhì)組3方面改變小鼠海馬。對(duì)表觀基因組的影響，研究者發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期的咖啡因攝入可以顯著降低小鼠腦內(nèi)的多個(gè)基因點(diǎn)位中組蛋白的乙酰化水平，而這些基因與各種代謝過(guò)程有著密切的聯(lián)系，尤其是葡萄糖和脂質(zhì)代謝。隨后，研究者使用基質(zhì)輔助激光解析電離質(zhì)譜成像法（MALDI-MSI）進(jìn)一步評(píng)估了組蛋白乙?；档蛯?duì)海馬代謝組的影響。統(tǒng)計(jì)分析表明，長(zhǎng)期攝入咖啡因?qū)е麓x物和脂質(zhì)水平大幅下降，即92%的大腦內(nèi)代謝相關(guān)分子水平出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，僅有8%出現(xiàn)升高。這意味著，咖啡因的攝入顯著改變了海馬代謝過(guò)程。為了深入了解慢性咖啡因攝入在蛋白質(zhì)水平上的潛在影響，研究者對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組小鼠的背側(cè)海馬進(jìn)行了MS蛋白質(zhì)組學(xué)分析。與對(duì)照組相比，咖啡因?qū)е?79種蛋白質(zhì)改變，其中有49種蛋白表達(dá)水平降低，130種升高。與表觀基因組學(xué)和代謝組學(xué)的結(jié)果一致，表達(dá)降低的49種蛋白質(zhì)與脂質(zhì)代謝以及線粒體有關(guān)。

　　以上3種方法表明，慢性咖啡因很大程度上導(dǎo)致海馬組織的代謝改變，包括蛋白質(zhì)翻譯、脂質(zhì)代謝和胰島素相關(guān)的代謝過(guò)程，長(zhǎng)期攝入咖啡因確實(shí)可以改變大腦。

　　這些代謝上的改變，具體產(chǎn)生了怎樣的影響？在對(duì)這130種變化的蛋白質(zhì)進(jìn)行分析后，研究者發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期咖啡因攝入通過(guò)影響基因表達(dá)，對(duì)與海馬神經(jīng)元的突觸傳遞和可塑性過(guò)程相關(guān)的蛋白質(zhì)有著正表觀遺傳調(diào)節(jié)作用，甚至部分變化表現(xiàn)出長(zhǎng)效影響。

　　具體到小鼠的表現(xiàn)上，研究者使用Morris水迷宮對(duì)小鼠進(jìn)行為期3天的空間記憶訓(xùn)練，對(duì)比咖啡因攝入情況對(duì)小鼠的記憶力和學(xué)習(xí)能力的影響。結(jié)果顯示，雖然兩組小鼠有著相似的平均游泳速度，但攝入咖啡因的小鼠組表現(xiàn)出更高的位置熟悉度，也能使用更少的時(shí)間“逃出迷宮”。進(jìn)一步對(duì)海馬體的RNA-Seq分析也展現(xiàn)，在學(xué)習(xí)了一項(xiàng)任務(wù)后，咖啡因使得與記憶形成的基因表達(dá)更為活躍。也就是說(shuō)，長(zhǎng)期的咖啡攝入，能有效增加突觸相關(guān)蛋白水平，提高小鼠的記憶力和學(xué)習(xí)能力，從而提升認(rèn)知功能。

　　然而，上述研究真的能推廣到人嗎？長(zhǎng)期喝咖啡會(huì)對(duì)人類(lèi)大腦有怎樣的影響？《分子精神病學(xué)》（Molecular Psychiatry）期刊上發(fā)表的一項(xiàng)研究使用功能磁共振成像（fMRI）技術(shù)，對(duì)比了經(jīng)常喝咖啡和不喝咖啡的人在休息、工作、喝咖啡之后的大腦結(jié)構(gòu)和連接情況，也得到了類(lèi)似的結(jié)果。與不喝咖啡的人相比，經(jīng)常喝咖啡使得人腦中個(gè)別區(qū)域之間出現(xiàn)了更有效的連接模式和動(dòng)態(tài)活動(dòng)的增加，提示運(yùn)動(dòng)控制能力的增加和專注能力的提高。

　　（來(lái)源：梅斯醫(yī)學(xué)）