清晨醒來衝上一杯咖啡，在馥郁的滿室醇香中開啟新一天的學習，彷彿更能沉心於其中；昏黃的燈光、來往的路人、手邊的咖啡，更能給獨自斜坐在咖啡館一角的作家帶去一絲創作的靈感；林立的辦公樓中，從週一到週五永遠都充斥著咖啡的香氣，伴隨著的是更的工作效率……
一直以來，咖啡以其“強大提神”的功效風靡全球——能讓人在短時間內趕走“瞌睡蟲”，從而集中精力完成手上的工作。慢慢地，咖啡成為很多人生活中不可或缺的一部分，更被當代打工人親切地稱為“續命神器”。
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然而，長期飲用咖啡的打工人是否有過這樣的擔心：天天喝咖啡會不會提前“透支”腦子而使人變笨？在長期來看，咖啡的“提神功能”是否會對大腦產生影響呢？
為了回答這個問題，法國的研究學者以小鼠為研究模型，探究長期攝入咖啡對於大腦中的分子及訊號通路的影響。結果顯示，習慣性咖啡因消耗會從表觀基因組、蛋白質組、代謝組學等多水平上對海馬體產生影響，從而提升認知能力，增強記憶力和學習效果。換句話說，天天喝咖啡，真的會改變大腦，不過是往更好的方向！該研究發表在臨床研究雜誌JCI（The Journal of Clinical Investigation）上。
DOI： 10。1172/JCI149371
研究者使用0。3g/L的口服咖啡因溶液餵養小鼠，平均消耗量為4。83±0。15mL，確保小鼠每天攝入1。45mg左右咖啡因，並持續2周，來模擬人類長期攝入咖啡因的通常劑量範圍（≈每天2-4杯市售咖啡）。
在該濃度的咖啡因餵養下，研究者檢測到小鼠腦內的咖啡因濃度為3。6±1。1μM，以及咖啡因代謝物副黃嘌呤、可可鹼和茶鹼，腦內的濃度分別為1。9±0。4μM、1。8±0。3μM和0。10±0。03μM。
看來，“喝咖啡上頭”真不是句玩笑話~
研究過程
研究結果顯示：長期攝入咖啡因會從表觀基因組（A）、代謝組（B）、蛋白質組（C）三方面改變小鼠海馬，實現“一馬三改”。
A. 長期攝入咖啡因會影響小鼠海馬的表觀基因組
研究者發現，長期的咖啡因攝入可以顯著降低小鼠腦內的多個基因點位中組蛋白的乙醯化水平，而這些基因與各種代謝過程有著密切的聯絡，尤其是葡萄糖和脂質代謝。
長期咖啡因攝入對錶觀基因組的改變
B. 長期攝入咖啡因會影響小鼠海馬的代謝組
研究者使用基質輔助鐳射解析電離質譜成像法（MALDI-MSI）進一步評估了組蛋白乙醯化降低對海馬代謝組的影響。統計分析表明，長期攝入咖啡因導致代謝物和脂質水平大幅下降，即92%的大腦內代謝相關分子水平出現了下降趨勢，僅有8%出現升高。這意味著，咖啡因的攝入顯著改變了海馬代謝過程。
長期咖啡因攝入對代謝組的改變
C. 長期攝入咖啡因會影響小鼠海馬的蛋白質組
為了深入瞭解慢性咖啡因攝入在蛋白質水平上的潛在影響，研究者對實驗組和對照組小鼠的背側海馬進行了MS蛋白質組學分析。與對照組相比，咖啡因導致179種蛋白質改變，其中有49種蛋白表達水平降低，130種升高。與表觀基因組學和代謝組學的結果一致，表達降低的49種蛋白質與脂質代謝以及線粒體有關。
長期咖啡因攝入對蛋白質組的改變
以上三種方法表明，慢性咖啡因很大程度上導致海馬組織的代謝改變，包括蛋白質翻譯、脂質代謝和胰島素相關的代謝過程。（說人話就是），長期攝入咖啡因確實可以改變大腦。
然而，僅停留在代謝層面也太“虛無縹緲”了吧！這些代謝上的改變，具體產生了怎樣的影響呢？
在對這130種變化的蛋白質進行分析後，研究者發現：長期咖啡因攝入透過影響基因表達，對與海馬神經元的突觸傳遞和可塑性過程相關的蛋白質有著正表觀遺傳調節作用，甚至部分變化表現出長效影響。
具體到小鼠的表現上，研究者使用Morris水迷宮對小鼠進行為期3天的空間記憶訓練，對比咖啡因攝入情況對小鼠的記憶力和學習能力的影響。
結果顯示，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出更高的位置熟悉度，也能使用更少的時間“逃出迷宮”。進一步對海馬體的RNA-Seq分析也展現，在學習了一項任務後，咖啡因使得與記憶形成的基因表達更為活躍。
也就是說，長期的咖啡攝入，能有效增加突觸相關蛋白水平，提高小鼠的記憶力和學習能力，從而提升認知功能！看來小編學習成績不好，完全是以前咖啡喝得不夠多啊……
小鼠訓練實驗情況對比
但讀者們往往有這樣的疑惑：上述研究不過是基於動物實驗，真的能推廣到人嗎？長期喝咖啡會對人類大腦有怎樣的影響？
事實上，Nature子刊Molecular Psychiatry期刊上發表的一項研究，就使用功能磁共振成像（fMRI）技術對比了經常喝咖啡和不喝咖啡的人在休息、工作、喝咖啡之後的大腦結構和連線情況，也得到了類似的結果。
與不喝咖啡的人相比，經常喝咖啡使得人腦中個別區域之間出現了更有效的連線模式和動態活動的增加，提示運動控制能力的增加和專注能力的提高。
https：//doi。org/10。1038/s41380-021-01075-4
看來，咖啡不僅能續命，甚至能改造大腦，使人“變聰明”！我喝的哪裡是咖啡，我喝的是“腦白金”啊~
參考文獻：
［1］Paiva I， Cellai L， Meriaux C， Poncelet L， Nebie O， Saliou JM， Lacoste AS， Papegaey A， Drobecq H， Le Gras S， Schneider M， Malik EM， Müller CE， Faivre E， Carvalho K， Gomez-Murcia V， Vieau D， Thiroux B， Eddarkaoui S， Lebouvier T， Schueller E， Tzeplaeff L， Grgurina I， Seguin J， Stauber J， Lopes LV， Buée L， Buée-Scherrer V， Cunha RA， Ait-Belkacem R， Sergeant N， Annicotte JS， Boutillier AL， Blum D。 Caffeine intake exerts dual genome-wide effects on hippocampal metabolism and learning-dependent transcription。 J Clin Invest。 2022 Jun 15；132（12）：e149371。 doi： 10。1172/JCI149371。 PMID： 35536645； PMCID： PMC9197525。
撰文 | Swagpp
編輯 | Swagpp
