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《Cell》發布裏程碑成果:控製飲食真正實現逆轉糖尿病


發布日期:(2018-8-13)   點擊次數:196

原創 2017-02-24 張迪

南加州大學的研究人員發布了一項具有裏程碑意義的研究發現:通過為小鼠提供短暫特殊的禁食模擬飲食,促進了原本不能生成胰島素的胰腺細胞重編程,再次產生了胰島素,減少了I型和II型糖尿病的症狀,這項研究也在來自I型糖尿病患者的培養胰腺細胞中得到了類似的結果。

這一研究成果公布在2月23日的Cell雜誌上,領導這一研究的是南加州大學老年研究院院長Valter Longo,他表示,“我們的研究是將小鼠推入到了一種極端的狀態,然後再令其反彈,也就是先讓它們餓著,再進行喂養,這樣胰腺細胞就能發生某種重編程,重啟這部分之前不再工作的器官。”


禁食模擬飲食


I型和晚期II型糖尿病中,胰腺失去產生胰島素的β細胞,導致血糖水平不穩定。這項最新研究顯示,如果讓小鼠每周中有四天進行禁食模擬飲食,就能顯著逆轉糖尿病,這樣能促進健康的胰島素產生,減少胰島素抵抗,即使在疾病晚期,也能表現出更穩定的血糖水平。


關於禁食節食的說法由來已久,此前一些齧齒類動物和人類的相關研究表明,定期節食可以減少體內脂肪以及降低胰島素水平,還能帶來其他健康好處。在國外最為知名的間歇性禁食方法是5:2Diet,它提倡在一周中正常進食5天,在剩下的2天裏,將卡路裏限製在500-600。另一種較為知名的方法就是Longo教授等人發明的禁食模擬飲食(fasting-mimicking diet,FMD),即在一個月的大部分時間裏,盡可能多的攝入自己想要的食物,然後連續5天每天將卡路裏的攝入限製在700至1100。


Longo教授最初開發了空腹模擬飲食,是將其作為減輕壓力,防止接受化療的患者產生毒性副作用。此後研究人員逐漸發現飲食可能是一種誘導機體減慢衰老,再生新細胞來“重新啟動”身體的方式。研究人員還發現在禁食模擬飲食中,三個關鍵基因的表達水平下降,這些基因:IGF1,TOR和PKA與應激和衰老相關。


近期Longo研究組也在Science Translational Medicine上發文,研究人員完成了一項隨機臨床試驗,71名誌願者在3個月內遵循禁食模擬飲食,而對照組未改變自己的飲食習慣。總體來說,節食者平均減輕了2.6斤,而對照組體重保持不變。限製卡路裏還能降低血壓、體脂和腰圍。


Longo等人指出在限製熱量組中,IGF1(人胰島素樣生長因子1)含量驟降,這種激素能促進齧齒類動物和其它動物衰老,同時衰老相關疾病風險最高的受試組的代謝故障指標也有所下降,如血糖水平和總膽固醇。由此研究組認為禁食模擬飲食的方法是安全可行的,並且能有效降低與衰老相關的疾病風險。


逆轉胰島素抵抗


最新研究是以上研究的一個延續,Longo等人在分析這種飲食能否幫助患有或易患衰老相關疾病的患者時,發現IGF1,TOR和PKA三個基因表達量下降,能令細胞重編程,恢複到胚胎樣狀態,從而具有了產生許多不同細胞類型的潛力。 “在饑餓期間,細胞進入待機模式。之後當開始重新喂養小鼠時,我們發現看到這些胚胎樣細胞開始產生β細胞,”Longo說。


研究人員利用了兩種不同的糖尿病小鼠模型來研究飲食的影響。一種是攜帶導致胰島素抵抗和胰島素分泌缺失的基因突變的小鼠,另外一種是利用化學物質處理後β細胞被破壞的小鼠。研究人員都調整了這兩個模型小鼠三個周期的飲食。聞所未聞:禁食可使幹細胞再生?


“從醫學角度來說,這些發現非常重要,因為我們已經發現至少在小鼠模型中,可以利用飲食來扭轉糖尿病的症狀,”Longo說,“從基礎的角度來說,這些研究結果更重要,因為研究證明了可以利用飲食來重編程細胞,而不必進行任何遺傳改變。”除了研究糖尿病的小鼠模型,研究人員還發現當人類胰島細胞(來自健康供體和I型糖尿病患者)在應用禁食模擬飲食,會刺激胰島素產生。


臨床研究


Longo等人還發現在來自I型糖尿病患者的細胞中,禁食也會增加Ngn3蛋白的表達並加速胰島素產生,此前關於飲食的研究也表明禁食能減輕神經退行性疾病多發性硬化的症狀,促進癌症患者化療的療效,減少內髒脂肪。因此這一研究組目前正在嚐試進行更多的臨床實驗。


“這些發現能促使FDA就禁食空腹模擬飲食治療人類糖尿病患者進行更大規模的實驗,希望能幫助這些患者產生正常水平的胰島素,同時改善胰島素功能。未來糖尿病患者也許可以通過FDA批準的禁食模擬飲食,每月治療幾天,重新獲得對胰島素生產和血糖的控製”,Longo說。


同時Longo也表示這些發現也有助於其它相關的疾病,“我們想逐個係統進行分析,看看這個過程對不同類型細胞的影響有多大。”


曆史上的禁食療法


在我國《黃帝內經》中曾有對食忌療法、饑餓療法的記載,《紅樓夢》中不少情節也對禁食治病做了詳細描寫。現代社會中,禁食療法始於十八世紀的歐洲。1911年,德國的奧托布辛格博士因膽囊炎和關節炎嚐試了禁食,並獲得療效,而後他潛心鑽研,在9年後創辦了一家開展禁食治療的醫院,從此禁食成為了一種療法。


根據禁食時間長短不同,分為間歇禁食療法和完全禁食療法兩種。間歇禁食療法的患者每隔幾天禁食 1 天,完全禁食則以1周或更長的時間為 1個療程。為了安全起見,完全禁食必須住院,在有經驗的醫護人員監護下進行。住院期間會通過檢測血液、尿液來檢測各種指標,也會在初期通過灌腸來解決便秘問題。


關於禁食的“奇跡”似乎真的發生過,包括皮膚病、風濕病、消化道疾病等各種疑難雜症,都有人宣稱通過禁食得到了改善。不過這些病例既零零散散,又缺乏實驗依據,放到今天隻能當作故事聽聽,很難叫人真的相信。禁食可以減肥也可以治病


到了現代,雖然也有不少針對禁食療法的研究和病例報告,但關於它可以治療哪些具體疾病,依然沒有充分驗證,自然也就沒有得到醫學界的普遍認可。現在能夠肯定的,也隻是它能夠用來對付單純性肥胖、高脂血症、以及部分合並肥胖的II型糖尿病患者。


原文標題


Fasting-Mimicking Diet Promotes Ngn3-Driven β-Cell Regeneration to Reverse Diabetes