Cell子刊：生酮饮食帮助细胞抵抗压力

时间：2022-07-26 10:19:03 来源：网络整理

斯坦福大学领导的一项研究发现，给鼠喂食富含脂肪和低碳水化合物的生酮饮食，会使它们的肌肉干细胞更能抵抗压力，但也会减缓肌肉修复。

斯坦福大学医学(Stanford Medicine)对实验室小鼠进行的一项研究显示，禁食会让肌肉干细胞进入深度静息状态，减缓肌肉修复，但也会让它们更能抵抗压力。

这种保护作用也可以通过给鼠喂食高脂肪、低碳水化合物的食物来达到——也被称为生酮饮食——模仿身体对禁食的反应，或者给动物喂食酮体，当身体将脂肪作为能量来源时产生的副产品。

这项研究探索了身体在缺乏营养和营养充足时的反应，并为衰老对受损组织再生和修复能力的影响提供了线索。虽然这项研究的重点是肌肉干细胞，但研究人员认为，研究结果也适用于全身其他类型的组织。

神经学和神经科学教授、医学博士托马斯·兰多说:“随着年龄的增长，我们的组织愈合得更慢、更不完全。我们想了解是什么控制了这种再生能力，以及禁食是如何影响这一过程的。我们发现，禁食可以诱导肌肉干细胞的恢复力，这样它们就可以在缺乏营养的情况下存活下来，并在营养重新获得时修复肌肉。”

托马斯·兰多最近接受了加州大学洛杉矶分校布罗德干细胞研究中心主任的职位，他是这项研究的资深作者，该研究发表在6月7日的《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上。讲师丹尼尔·本杰明博士和研究生彼得都是这项研究的主要作者。

热量限制

有充分的证据表明，长期的热量限制可以延长实验动物的寿命，促进它们的整体健康，但人们很难在几个月或几年里保持非常低的热量饮食。定期禁食已被探索为另一种获得热量限制的健康益处的方式，但间歇性禁食对身体的影响及其再生受损或老化组织的能力尚未得到充分研究。

禁食或食用高脂肪低碳水化合物的生酮饮食——一种流行的减肥方法——会导致身体进入一种被称为酮症的状态，在这种状态下，脂肪是主要的能量来源。酮体是脂肪代谢的副产品。

研究人员发现，禁食1到2.5天的鼠在受伤后后腿再生新肌肉的能力低于未禁食的动物。在鼠重新开始进食并恢复正常体重后，这种减少的再生能力持续了3天;在禁食结束后的一周内，它恢复了正常。

进一步的研究表明，禁食动物的肌肉干细胞比非禁食动物的更小，分裂更慢。但它们的适应力也更强:它们在实验室培养皿中生长，在缺乏营养、暴露于破坏细胞的化学物质和辐射等具有挑战性的条件下生存得更好。它们在移植回动物体内后的存活率也高于非禁食动物体内的存活率。

“通常情况下，大多数实验室培养的肌肉干细胞在移植后会死亡，”托马斯·兰多说。“但这些细胞处于一种我们称之为酮诱导的深度休眠状态，这使它们能够承受多种压力。”

研究人员发现，从非禁食动物身上分离出的肌肉干细胞，然后用一种名为β -羟基丁酸酯(BHB)的酮体处理，显示出与禁食动物类似的弹性。此外，从喂食生酮饮食或正常饮食并注射酮体的小鼠中分离出的肌肉干细胞，显示出与禁食动物中深度静止干细胞相同的特征。

最后，研究人员从用酮体治疗了一周的老年小鼠身上分离出肌肉干细胞。托马斯·兰多实验室之前的研究表明，在实验室中，这些老化的肌肉干细胞比来自年轻动物的肌肉干细胞生长得更差。但是使用酮体的治疗可以让老的肌肉干细胞和年轻的肌肉干细胞一样存活。

潜在的应用

研究人员说，虽然还需要做更多的研究，但结果很有趣。

托马斯·兰多说:“细胞进化到能在富足和匮乏的时候生存。当食物不容易获得时，它们必须能够生存。当身体使用脂肪作为能量时，酮体就会产生，但它们也会推动干细胞进入静止状态，在缺乏脂肪时保护干细胞。在这种状态下，它们免受环境压力的影响，但受损组织的再生能力也较弱。”

研究人员推测，平衡这些结果可能有一天有助于对抗正常的衰老，增强整个身体的干细胞功能。

“如果禁食对干细胞的影响可以通过酮体实现，取代禁食或吃生酮饮食的需要，这将是有益的，”托马斯·兰多说。“也许正常饮食也能增强恢复力。”

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