背景

中枢神经系统的早期发育在很大程度上受到营养因素的影响。研究表明，母乳喂养与婴儿更优的认知发展相关，这一差异部分归因于母乳中独特存在的母乳低聚糖（HMO）。作为其中最丰富的HMO之一，2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）已被证明能够通过影响肠-脑轴调节神经系统发育。本研究通过构建大鼠模型，探索膳食补充2′-FL是否能够通过改善海马长时程增强（LTP）以及突触蛋白表达，从而提升学习能力和记忆表现，为HMO的脑功能益处提供实验依据。

PART.1

研究设计和方法

研究在健康雄性Sprague-Dawley大鼠中进行，分别给予标准饲料（对照组）或添加2′-FL的饲料（2′-FL组，250 mg/kg/d），干预六周。研究期间监测体重和能量摄入，以排除营养不均衡干扰。随后通过Morris水迷宫（MWM）测试评估其空间学习与记忆能力；电生理检测海马CA1区的长时程增强（LTP）效应，该指标是神经突触可塑性的关键反映，代表大脑学习和记忆能力的生物基础；同时，通过免疫印迹法检测突触可塑性相关蛋白的表达水平，如突触素（Synaptophysin）和突触后致密物蛋白95（PSD-95），这两种蛋白与突触结构的稳定性和神经信号传导密切相关。

PART.2

主要发现

 1. 2′-FL提升空间学习能力

在Morris水迷宫训练中，与对照组相比，2′-FL组大鼠在第3-5天的逃避潜伏期显著缩短，表明其学习速度加快；在空间探测试验中，2′-FL组穿越平台次数明显增加，表现出更强的空间记忆能力。

图1:2′-FL干预对Morris水迷宫中大鼠逃避潜伏期和平台穿越次数的影响

 2. 2′-FL增强海马LTP效应

电生理记录显示，2′-FL组大鼠海马CA1区的fEPSP斜率在高频刺激（HFS）后显著升高，提示2′-FL可增强海马LTP形成能力。LTP（长时程增强）是神经元之间突触连接强度持续增强的过程，被广泛认为是学习和记忆形成的神经基础，因此2′-FL在该指标上的提升意味着其有助于认知能力的增强。

图2：2′-FL处理后大鼠海马CA1区fEPSP斜率的变化

 3. 2′-FL上调突触相关蛋白表达

与对照组相比，2′-FL组大鼠海马组织中突触素（Synaptophysin）与PSD-95的表达水平均显著上调。突触素是一种位于突触前膜的小泡蛋白，有助于神经递质的释放；而PSD-95是突触后结构的支架蛋白，对维持突触结构的完整性和信息传递效率至关重要。两者的上调进一步表明，2′-FL能够改善突触功能，有利于学习和记忆过程的神经基础。

图3：通过免疫印迹法评估2′-FL对Synaptophysin与PSD-95表达水平的调控作用

 讨论和展望

本研究从脑内机制角度揭示了2′-FL对认知功能的直接促进作用。其通过增强海马区神经可塑性和突触蛋白表达，提升大鼠空间学习与记忆能力，进一步支持了HMO对大脑发育的积极影响。这一发现为2′-FL在婴幼儿营养补充领域的功能定位提供了坚实的科学依据，未来可结合脑发育敏感期的临床研究，推动HMO在儿童脑健康产品中的应用落地。

参考文献

[1] Vázquez, Enrique, et al. "Effects of a human milk oligosaccharide, 2′-fucosyllactose, on hippocampal long-term potentiationlearning capabilities in rodents." The Journal of nutritional biochemistry 26.5 (2015): 455-465.