内分泌

新证据!“禁食”可提高干细胞再生能力

作者:伊文 来源:生物探索 日期:2018-05-20
导读

          肠道干细胞负责维持肠道内壁,通常每五天更新一次。不过,随着年龄的增长,人类的肠道干细胞会开始失去它们再生的能力,而这种能力的下降会使人更难从胃肠道感染或其他影响肠道的疾病中恢复过来。

关键字:  细胞再生 

        肠道干细胞负责维持肠道内壁,通常每五天更新一次。不过,随着年龄的增长,人类的肠道干细胞会开始失去它们再生的能力,而这种能力的下降会使人更难从胃肠道感染或其他影响肠道的疾病中恢复过来。

        禁食提升干细胞的再生能力

        在题为“Fasting Activates Fatty Acid Oxidation to Enhance Intestinal Stem Cell Function during Homeostasis and Aging”的这篇论文中,麻省理工学院的生物学教授David Sabatini带领的研究小组证实,这种与年龄有关的干细胞功能丧失可以通过24小时禁食(24-hour fast)快速逆转。

        研究中,在让小鼠禁食24小时后,科学家们提取了小鼠的肠道干细胞,并让这些干细胞在培养皿中生长,以确定它们是否能够长成迷你肠道(mini-intestines),也就是所谓的类器官(organoids)。结果显示,来自禁食小鼠的干细胞的再生能力增加了一倍。

        背后机制是代谢转变

        进一步的研究(包括对禁食小鼠的干细胞的信使RNA进行测序)显示,禁食诱导干细胞改变了它们的代谢模式:从燃烧碳水化合物(如糖类)变成了代谢脂肪酸。而这种代谢转变是由一种叫做PPARs的转录因子的激活引起的(PPARs能够开启许多与代谢脂肪酸相关的基因)。如果科学家们关闭这条通路,禁食就不再能够促进干细胞再生了。

        发现替代禁食的小分子

        Sabatini教授等还发现,他们能够通过“一个模拟PPARs作用的小分子”重现(reproduce)禁食的作用(即促进干细胞的再生)。作者们认为,这表明,药物治疗有望刺激干细胞的再生,而不需要患者禁食(对大多数人来说,禁食是非常困难的)。

        一个能从这种治疗中获益的群体是接受化疗的癌症患者,因为化疗常常会损伤肠道细胞。此外,患肠道感染或其他胃肠疾病(这些疾病会损害肠道内壁)的老年人也有望获益于该疗法。

        接下来,科学家们计划调查这种疗法的潜在有效性;同时,他们也将继续研究禁食是否会影响其他类型组织中的干细胞再生能力。

        “仅仅激活一个代谢途径就足以逆转某些衰老表型,这是很让人吃惊的。”论文共同一作Chia-Wei Cheng说。

        “这项研究提供的证据表明,禁食能够诱导肠道干细胞的代谢转变(metabolic switch)。更重要的是,这种转换显著增强了肠道干细胞的功能。”Sabatini教授总结道。

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