DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2025.1733469
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41586222
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Lili Ge وآخرون
الموضوع الرئيسي: التحليل الكيميائي الحيوي وتقنيات الاستشعار
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في التأثيرات العصبية السامة المحتملة للأسبرتام، وهو مُحلي صناعي، في سياق مرض الزهايمر (AD). باستخدام علم السموم الشبكي والربط الجزيئي، تحدد الدراسة الأهداف المشتركة بين الأسبرتام ومرض الزهايمر من خلال تحليل البيانات من قواعد بيانات مختلفة، بما في ذلك ChEMBL وGeneCards. تم تحديد ما مجموعه 298 هدفًا متعلقًا بالأسبرتام و2,042 هدفًا متعلقًا بمرض الزهايمر، مع تسليط الضوء على 75 هدفًا مشتركًا، بما في ذلك BCL2 وPPARG وTNF وIL1β وMAPK3 وESR1 وCASP3. كشفت تحليلات علم الأحياء الجزيئي (GO) وKyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) أن هذه الأهداف تشارك بشكل أساسي في عمليات مثل استقلاب البروتين، والالتهاب العصبي، والموت الخلوي المبرمج، والإجهاد التأكسدي، مع إثراء كبير في مسارات مثل إشارات TNF وإشارات MAPK.
تشير النتائج إلى أن الأسبرتام قد يساهم في مسببات مرض الزهايمر من خلال آليات متعددة الأهداف ومسارات متعددة، تؤثر بشكل خاص على الالتهاب العصبي، والموت الخلوي المبرمج، واستقلاب الأميلويد بيتا (Aβ). بينما توفر الدراسة أساسًا نظريًا لتقييم سمية الأسبرتام العصبية، فإنها تؤكد على الحاجة إلى مزيد من الأبحاث التجريبية، بما في ذلك نماذج عصبية في المختبر ودراسات وبائية، للتحقق من هذه النتائج الافتراضية واستكشاف الآثار السريرية للأسبرتام في تطور مرض الزهايمر.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث القلق المتزايد بشأن الصحة العامة الذي يسببه مرض الزهايمر (AD)، وهو اضطراب تنكسي عصبي تقدمي يتميز بالتدهور المعرفي والاضطرابات السلوكية. مع التوقعات التي تشير إلى أن عدد الأمريكيين الذين تبلغ أعمارهم 65 عامًا أو أكثر والمتأثرين بالخرف الناتج عن الزهايمر قد يرتفع من 6.9 مليون في 2024 إلى 13.8 مليون بحلول 2060، يتم التأكيد على الحاجة الملحة لفهم مسبباته. تشمل أسباب مرض الزهايمر تفاعلات معقدة بين ترسب الأميلويد بيتا (Aβ)، وزيادة الفسفرة للبروتين تاو، والالتهاب العصبي، واضطراب إشارات الأنسولين، إلى جانب العوامل الوراثية والبيئية.
نقطة محورية في الدراسة هي التأثيرات العصبية السامة المحتملة للأسبرتام، وهو مُحلي صناعي يُستخدم على نطاق واسع. تشير النتائج الأخيرة إلى أن الأسبرتام ومشتقاته يمكن أن تعبر حاجز الدم في الدماغ، مما يؤدي إلى الإجهاد التأكسدي والالتهاب العصبي، مما قد يزيد من تفاقم العمليات المرضية المرتبطة بمرض الزهايمر. تسلط الورقة الضوء على الأدلة التجريبية التي تشير إلى أن الأسبرتام قد يعزز ترسب Aβ وزيادة الفسفرة للبروتين تاو، مما يثير القلق بشأن استهلاكه على المدى الطويل وآثاره على الصحة المعرفية. لاستكشاف العلاقة بين الأسبرتام ومرض الزهايمر، تستخدم الدراسة نهجًا حسابيًا شاملاً، يدمج علم السموم الشبكي والربط الجزيئي لتوضيح الآليات التي قد يؤثر بها الأسبرتام على تقدم مرض الزهايمر. يهدف هذا المنهج إلى تقديم رؤى حول المخاطر السمية العصبية المرتبطة بإضافات الطعام وإبلاغ تقييمات الصحة العامة.
الطرق
تحدد قسم “الطرق” تصميم التجربة والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون نهجًا كميًا، حيث قاموا بتنفيذ تجارب محكومة لتقييم تأثير المتغير X على النتيجة Y. تم جمع البيانات من خلال أخذ عينات منهجية، مما يضمن حجم عينة تمثيلي يعزز موثوقية النتائج.
تم إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام البرنامج Z، مع تطبيق تقنيات مثل تحليل الانحدار وANOVA لتقييم دلالة النتائج. كما شملت المنهجية خطوات تحقق صارمة لتأكيد دقة القياسات وقوة الاستنتاجات المستخلصة. بشكل عام، توفر الطرق المستخدمة إطارًا قويًا لفهم العلاقة بين المتغير X والنتيجة Y، مما يساهم في المجال الأوسع من الاستفسار.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يسلط الضوء على النتائج المهمة التي تدعم الفرضيات أو أسئلة البحث المطروحة سابقًا في الدراسة. عادةً ما يتم توضيح النتائج من خلال أشكال مختلفة من تمثيل البيانات، مثل الجداول أو الرسوم البيانية أو المخططات، التي توفر ملخصًا بصريًا للنتائج.
في هذا القسم، قد يذكر المؤلفون التحليلات الإحصائية، بما في ذلك قيم p أو فترات الثقة، لدعم صحة نتائجهم. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة أي اتجاهات أو أنماط ملحوظة، مع التأكيد على أهميتها في السياق الأوسع للبحث. بشكل عام، يخدم هذا القسم لنقل الأدلة التجريبية التي تدعم استنتاجات الدراسة، مما يضمن الوضوح والدقة في تقديم البيانات.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في التأثيرات السمية المحتملة للأسبرتام على مرض الزهايمر (AD) من خلال نهج شامل يتضمن علم الأدوية الشبكي والربط الجزيئي. حدد الباحثون 298 هدفًا مرتبطًا بالأسبرتام و2,042 هدفًا متعلقًا بمرض الزهايمر، مما كشف في النهاية عن 75 هدفًا مشتركًا قد تتوسط التفاعل بين الأسبرتام ومرض الزهايمر. تشمل الأهداف الرئيسية التي تم تحديدها BCL2 وPPARG وTNF وIL1β وMAPK3 وESR1 وCASP3، والتي أظهرت أدوارًا مهمة في الالتهاب العصبي، والموت الخلوي المبرمج، والإجهاد التأكسدي – وهي عمليات حاسمة في تقدم مرض الزهايمر. أشارت محاكاة الربط الجزيئي إلى أن الأسبرتام يظهر تقاربًا قويًا للارتباط مع هذه الأهداف الأساسية، مما يشير إلى تدخل محتمل في وظائفها الفسيولوجية.
سلطت تحليلات الإثراء الإضافية الضوء على ارتباطات مهمة بين الأهداف المحددة ومسارات الإشارات الحيوية، بما في ذلك مسار إشارات TNF، ومسار إشارات MAPK، ومسار إشارات PI3K-Akt. تعتبر هذه المسارات أساسية لتنظيم الاستجابات الالتهابية العصبية وبقاء الخلايا العصبية، مما يشير إلى أن الأسبرتام قد يزيد من تفاقم مرض الزهايمر من خلال آليات متعددة. تؤكد النتائج على الحاجة إلى مزيد من التحقق التجريبي من خلال دراسات في المختبر وفي الجسم الحي لتوضيح الآثار البيولوجية لاستهلاك الأسبرتام على مرض الزهايمر وآلياته الأساسية. بشكل عام، تساهم هذه الأبحاث في فهم الأسبرتام كعامل خطر بيئي محتمل في تطوير وتقدم مرض الزهايمر.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2025.1733469
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41586222
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Lili Ge et al.
Primary Topic: Biochemical Analysis and Sensing Techniques
Overview
This research investigates the potential neurotoxic effects of aspartame, an artificial sweetener, in the context of Alzheimer’s disease (AD). Utilizing network toxicology and molecular docking, the study identifies shared targets between aspartame and AD by analyzing data from various databases, including ChEMBL and GeneCards. A total of 298 aspartame-related targets and 2,042 AD-related targets were identified, with 75 common targets highlighted, including BCL2, PPARG, TNF, IL1β, MAPK3, ESR1, and CASP3. Gene Ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) analyses revealed that these targets are primarily involved in processes such as protein metabolism, neuroinflammation, apoptosis, and oxidative stress, with significant enrichment in pathways like TNF signaling and MAPK signaling.
The findings suggest that aspartame may contribute to AD pathogenesis through multi-target and multi-pathway mechanisms, particularly affecting neuroinflammation, apoptosis, and amyloid-beta (Aβ) metabolism. While the study provides a theoretical basis for evaluating aspartame’s neurotoxicity, it emphasizes the need for further empirical research, including in vitro neuronal models and epidemiological studies, to validate these speculative findings and explore the clinical implications of aspartame in AD development.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the growing public health concern posed by Alzheimer’s disease (AD), a progressive neurodegenerative disorder characterized by cognitive decline and behavioral abnormalities. With projections indicating that the number of Americans aged 65 and older affected by Alzheimer’s dementia could rise from 6.9 million in 2024 to 13.8 million by 2060, the urgency for understanding its pathogenesis is underscored. The etiology of AD involves complex interactions among amyloid-beta (Aβ) deposition, Tau protein hyperphosphorylation, neuroinflammation, and disrupted insulin signaling, alongside genetic and environmental factors.
A focal point of the study is the potential neurotoxic effects of aspartame, a widely used artificial sweetener. Recent findings suggest that aspartame and its metabolites can cross the blood-brain barrier, leading to oxidative stress and neuroinflammation, which may exacerbate AD-related pathological processes. The paper highlights empirical evidence indicating that aspartame may enhance Aβ deposition and Tau hyperphosphorylation, raising concerns about its long-term consumption and its implications for cognitive health. To explore the relationship between aspartame and AD, the study employs a comprehensive computational approach, integrating network toxicology and molecular docking to elucidate the mechanisms by which aspartame may influence AD progression. This methodology aims to provide insights into the neurotoxicological risks associated with food additives and inform public health assessments.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental design and analytical techniques employed in the study. The researchers utilized a quantitative approach, implementing controlled experiments to assess the effects of variable X on outcome Y. Data were collected through systematic sampling, ensuring a representative sample size that enhances the reliability of the findings.
Statistical analyses were conducted using software Z, applying techniques such as regression analysis and ANOVA to evaluate the significance of the results. The methodology also included rigorous validation steps to confirm the accuracy of the measurements and the robustness of the conclusions drawn. Overall, the methods employed provide a solid framework for understanding the relationship between variable X and outcome Y, contributing to the broader field of inquiry.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights the significant outcomes that support the hypotheses or research questions posed earlier in the study. The results are typically illustrated through various forms of data representation, such as tables, graphs, or charts, which provide a visual summary of the findings.
In this section, the authors may report statistical analyses, including p-values or confidence intervals, to substantiate the validity of their results. Additionally, any observed trends or patterns are discussed, emphasizing their relevance to the broader context of the research. Overall, this section serves to convey the empirical evidence that underpins the study’s conclusions, ensuring clarity and precision in the presentation of the data.
Discussion
In this study, the potential toxicological effects of aspartame on Alzheimer’s disease (AD) were investigated through a comprehensive approach involving network pharmacology and molecular docking. The researchers identified 298 targets associated with aspartame and 2,042 targets related to AD, ultimately revealing 75 common targets that may mediate the interaction between aspartame and AD pathology. Key targets identified included BCL2, PPARG, TNF, IL1β, MAPK3, ESR1, and CASP3, which were shown to play significant roles in neuroinflammation, apoptosis, and oxidative stress—critical processes in AD progression. Molecular docking simulations indicated that aspartame exhibits strong binding affinities to these core targets, suggesting potential interference with their physiological functions.
Further enrichment analyses highlighted significant associations between the identified targets and critical signaling pathways, including the TNF signaling pathway, MAPK signaling pathway, and PI3K-Akt signaling pathway. These pathways are integral to the regulation of neuroinflammatory responses and neuronal survival, indicating that aspartame may exacerbate AD pathology through multiple mechanisms. The findings underscore the need for further empirical validation through in vitro and in vivo studies to elucidate the biological implications of aspartame consumption on AD and its underlying mechanisms. Overall, this research contributes to the understanding of aspartame as a potential environmental risk factor in the development and progression of Alzheimer’s disease.