隨著人口老齡化加劇，全球每3秒新增1例阿爾茨海默病患者，當記憶的橡皮擦開始失控，這種“大腦生銹”的致命疾病正成為當今社會的頭號公敵。限時飲食（TRF，每天控制8小時內進食，其余時間保持空腹）作為一種非藥物治療方法，近年來被嘗試用于改善多種疾病并具有延壽的潛在價值，其與熱量限制相似，可能通過調節代謝途徑改善AD癥狀，但機制仍不清楚。

圖1. 技術路線

本研究通過4個月的小規模TRF臨床試驗發現TRF顯著改善了9名AD患者的認知功能，特別是在執行功能方面。在動物實驗中，6月齡的5xFAD小鼠接受3個月的TRF干預后，Morris水迷宮測試顯示其空間記憶受損情況得到顯著改善，逃避潛伏期縮短，目標象限停留時間和路程比恢復至正常水平。免疫熒光染色顯示，TRF減少了Aβ斑塊面積，增加了小膠質細胞聚集，并降低了促炎因子TNF-α和IL-1β的表達，同時提升了BDNF（腦源性神經營養因子）的表達。這些結果表明，TRF可通過調節小膠質細胞功能和減少神經炎癥，緩解AD的病理表現，增強認知功能。

圖2. TRF緩解AD相關的認知障礙

通過海馬組織轉錄組分析，發現TRF顯著影響基因表達，上調與IL-6信號通路、線粒體調控和行為正向調節相關的基因，同時下調與神經系統發育和神經發生相關的基因。糞便宏代謝靶向代謝組學分析（麥特繪譜提供）顯示，TRF顯著增加了AD小鼠糞便中膽汁酸和短鏈脂肪酸（SCFAs）的濃度，特別是丙''酸（PA），同時降低了脂肪酸和有機酸的水平。腸道微生物組學分析表明，TRF未改變AD小鼠的微生物多樣性，但顯著改變了微生物組成，特別是富集了Akkermansia muciniphila和Bacteroides pseudolongum等有益菌。多組學整合分析揭示，TRF調控的基因表達、代謝物和微生物群之間存在密切關聯，表明TRF通過腸-微生物-代謝物-腦軸改善AD認知功能障礙。

圖3. 多組學揭示TRF通過腸-微生物-代謝物-腦軸改善AD小鼠認知障礙

通過廣譜抗生素（ABX）清除AD小鼠腸道菌群2周后，再進行4周TRF干預，以驗證腸道菌群在TRF改善AD認知障礙中的作用。結果顯示，腸道菌群耗竭消除了TRF對AD小鼠認知功能的改善效果，表現為巴恩斯迷宮測試中逃避潛伏期、目標孔潛伏期及接近目標孔次數未見顯著改善。免疫熒光染色表明，ABX雖能減少Aβ沉積，但效果不及TRF，且TRF誘導的小膠質細胞向Aβ斑塊聚集的作用也被消除。此外，ABX處理使腦內TNF-α水平上升、IL-1β水平下降，而TRF可顯著降低這兩種炎癥因子水平，但該效應在腸道菌群清除后消失。這表明腸道菌群是TRF改善AD認知障礙的關鍵因素。

圖4. 腸道菌群移除會消除TRF對AD小鼠的改善作用

4周口服B. pseudolongum干預，結果顯示，B. pseudolongum顯著改善了AD小鼠的認知功能，表現為逃避潛伏期、目標孔潛伏期和接近目標孔次數的降低。此外，該干預減少了Aβ沉積，增加了斑塊周圍的小膠質細胞聚集，并降低了TNF-α水平，但對IL-1β無影響。B. pseudolongum還顯著恢復了AD小鼠糞便中降低的PA水平。這表明B. pseudolongum通過促進PA生成改善AD認知障礙和病理損傷。

圖5. B.pseudolongum干預緩解AD小鼠的認知損傷

腹腔注射丙''酸鈉（PA）干預AD小鼠，發現PA顯著改善了認知功能，減少了Aβ聚集，增加了小膠質細胞聚集，并上調了BDNF表達。同時，PA降低了TNF-α和IL-1β水平。PET成像顯示，PA能穿透血腦屏障，主要在下丘、中腦、紋狀體和海馬等關鍵腦區代謝。PA治療恢復了AD小鼠腦內降低的PA代謝信號，并通過抑制JNK磷酸化和上調BDNF表達，減輕認知損傷和AD病理進展。

圖6. PA改善AD認知障礙

腦室注射shRNA特異性敲低FFAR3（游離脂肪酸受體3）表達，發現FFAR3敲低消除了TRF對AD小鼠認知功能的改善作用，逆轉了TRF減少Aβ聚集和促進小膠質細胞募集的效果，同時抵消了TRF對神經炎癥因子的抑制作用。這表明FFAR3在TRF干預AD的保護機制中起關鍵作用。

圖7. 敲低FFAR3可消除TRF的神經保護作用

通過病例對照研究和TRF臨床干預試驗，分析AD患者和健康受試者的糞便PA濃度。結果顯示，AD患者糞便中PA水平顯著降低，且PA與認知功能呈顯著正相關。TRF干預后，PA水平提升與認知功能改善密切相關，這表明PA可作為AD的潛在生物標志物。

圖8. PA可作為AD的潛在生物標志物

時間限制性飲食（TRF）通過調節AD小鼠中的B. pseudolongum-PA-FFAR3軸改善認知障礙，為神經退行性疾病的非藥物治療開辟了新途徑。